Превращение водного раствора метилметакрилата в стабильный монодисперсный латекс путем инициирования полимеризации системой гидрохинон–персульфат калия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Целью данной работы было выявление возможностей синтеза стабильного латекса с узким распределением частиц путем гомогенной полимеризации в водном растворе метилметакрилата. Впервые проведена полимеризация метилметакрилата в статических условиях в водном растворе окислительно-восстановительной системы гидрохинон–персульфат калия. Предполагалось, что образующиеся на промежуточной стадии окисления гидрохинона семихиноновые анион-радикалы могут участвовать в реакциях обрыва растущих радикалов и, изменяя параметры полимерных молекул, влиять на процесс формирования латексных частиц. В статье представлены результаты исследования коллоидных параметров полученного латекса, которые показывают, что выбранные условия полимеризации позволяют воспроизводимо синтезировать монодисперсный стабильный латекс.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Оганесян

Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии Национальной академии наук Республики Армения

Автор, ответственный за переписку.
Email: hovarnos@gmail.com
Армения, пр. Азатутян, 26, Ереван, 0014

Г. К. Григорян

Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии Национальной академии наук Республики Армения

Email: hovarnos@gmail.com
Армения, пр. Азатутян, 26, Ереван, 0014

А. Г. Надарян

Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии Национальной академии наук Республики Армения

Email: hovarnos@gmail.com
Армения, пр. Азатутян, 26, Ереван, 0014

Н. Г. Григорян

Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии Национальной академии наук Республики Армения

Email: hovarnos@gmail.com
Армения, пр. Азатутян, 26, Ереван, 0014

Список литературы

  1. Grant T.D. Shouldice, Gerald A. Vandezande, Rudin A. Practical aspects of the emulsifier-free emulsion polymerization of styrene // Eur. Polym. J. 1994. V. 30. № 2. P. 179–183. https://doi.org/10.1016/0014-3057(94)90157-0
  2. Safinejad A., Pourmahdian S., Hadavand B.S. Emulsifier-free emulsion polymerization of acrylonitrile-butadiene-carboxylic acid monomers: a kinetic study based on polymerization pressure profile // J. Dispers. Sci. Technol. 2020. V. 41. № 2. P. 157–167. https://doi.org/10.1080/01932691.2018.1496835
  3. Chad E. Reese, Sanford A. Asher. Emulsifier-free emulsion polymerization produces highly charged, monodisperse particles for near infrared photonic crystals // J. Colloid Interface Sci. 2002. V. 248. № 1. P. 41–46. https://doi.org/10.1006/jcis.2001.8193
  4. Prokopov N.I., Gritskova I. A., Cherkasov V.R., Chalykh A.E. Synthesis of monodisperse functional polymer microspheres for immunological studies // Russ. Chem. Rev. 1996. V. 65. № 2. P. 167–180. https://doi.org/10.1070/RC1996v065n02ABEH000205
  5. Oganesyan A.A. Free-radical polymerization and phase formation in heterogeneous monomer/water systems, Doctoral (Chem.) Dissertation, Moscow: Moscow, Inst. of Fine Chemical Technology. 1986. (in Russ)
  6. Oganesyan A.A., Gukasyan A.V., Matsoyan S.G. Diffusion and polymerization of styrene in an aqueous solution of potassium persulfate under static conditions // Dokl. Phys. Chem. 1985. V. 281, № 4. P. 377. (in Russ)
  7. Oganesyan, A.A., Khaddazh, M., Gritskova, I.A. et al. Polymerization in the static heterogeneous system styrene-water in the presence of methanol // Theor. Found. Chem. Eng. 2013. V. 47 P. 600–603. https://doi.org/10.1134/S0040579513050230
  8. Nankai An, Xi Chen, Mingxin Zheng, Jinying Yuan. Colloidal crystals of monodisperse fluoro-nanoparticles by aqueous polymerization-induced self-assembly // Chem. Commun. 2023. V. 59. P. 7595–7598. https://doi.org/10.1039/D3CC01019H
  9. Zhong F., Pan C.-Y. Dispersion polymerization versus emulsifier-free emulsion polymerization for nano-object fabrication: A comprehensive comparison // Macromol. Rapid Commun. 2022. V. 43. № 3. P. 2100566. https://doi.org/10.1002/marc.202100566
  10. Peter A. Lovell, F. Joseph Schork. Fundamentals of emulsion polymerization // Biomacromolecules. 2020. V. 21. № 11. P. 4396–4441. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.0c00769
  11. Шевченко Н.Н., Панкова Г.А., Шабсельс Б.М., Лаишевкина С.Г., Байгильдин В.А. Безэмульгаторная эмульсионная сополимеризация метилметакрилата как метод получения катионных частиц для диагностики вируса клещевого энцефалита // Коллоид. журн. 2020. Т. 82. № 2. С. 252–260.
  12. Menshikova A.Yu., Evseeva T.G., Peretolchin M.V., Chekina N.A., Ivanchev S.S. Emulsifier-free polymerization of methyl methacrylate with a carboxyl-containing initiator // Polym. Sci. A. 2001. V .43. № 4. P. 607–615.
  13. Троицкий Б.Б., Локтева А.А., Беганцова Ю.Е., Новикова М.А., Конев А.Н., Федюшкин И.Л. Получение наночастиц полиметилметакрилата диаметром 15–50 нм из латексных частиц субмикрометрового размера // Журнал Прикладной Химии. 2019. Т. 92. № 7. С. 875–880. https://doi.org/10.1134/S0044461819070089
  14. Walling Ch. Free radicals in solution. New York. Wiley. 1957.
  15. Dolgoplosk B.A. Tinyakova E.I. Generation of free radicals and their reactions. Moscow. Nauka, 1982.
  16. Guin P.S., Das S., Mandal P.C., Electrochemical reduction of quinones in different media: A review // Int. J. Electrochem. 2011. V. 2011. № 2. P. 816202.
  17. Додонов В. А., Гришин Д.Ф. Особенности полимеризации некоторых виниловых мономеров на элементоорганических инициаторах в присутствии гидрохинона // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 1993. Т. 35. № 1. С. 47–49.
  18. Robert M. Fitch, Michael B. Prenosil, Karen J. Sprick. The mechanism of particle formation in polymer hydrosols. I. Kinetics of aqueous polymerization of methyl methacrylate // J. Polym. Sci. Part C: Polym. Symp. 1969. V. 27. № 1. P. 95–118. https://doi.org/10.1002/polc.5070270109
  19. Fitch R.M., Tsai C.H. Polymer colloids particle formation in nonmicellar systems // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Lett. 1970. V. 8. № 10. P. 703–710. https://doi.org/10.1002/pol.1970.110081007
  20. Fitch R.M. Latex particle nucleation and growth, in ACS Symposium Series, American Chemical Society: Washington, D.C. 1981. P. 1–29. https://doi.org/10.1021/bk-1981-0165.ch001
  21. Багдасаров Х.С., Гиваргизов Е.И., Демьянец Л.Н., Кузнецов В.А., Лабочев А.Н., Чернов А.А. Современная кристаллография. Том 3. Образование кристаллов. Москва: Наука. 1980.
  22. Moravec G. Macromolecules in solutions. M.: Mir. 1967.
  23. Frolov Yu.G. Course of colloid chemistry (Surface phenomena and disperse systems). M: Chemistry. 1982.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1

Скачать (262KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Динамика изменения мутности водного раствора ММА при инициировании полимеризации окислительно-восстановительной системой гидрохинон–ПК при температурах 40 и 25°C (пробирки 1 и 2 соответственно).

Скачать (56KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Фотоснимок водного раствора ММА после 24 ч полимеризации. Температура в пробирках 1 и 2 – 25°C, в пробирке 3 – 40°C.

Скачать (120KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Фотоснимок водного раствора ММА после 24 ч полимеризации при температуре 60°C.

Скачать (151KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Картина распределения гидродинамического диаметра латексных частиц, синтезированных в присутствии гидрохинона при различных начальных температурах.

Скачать (156KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Электронная микрофотография латекса, полученного при гомогенной полимеризации ММА в водном растворе окислительно-восстановительной системы гидрохинон–ПК.

Скачать (172KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025