Комплексы линейных и слабосшитых полиамфолитов бетаиновой и чередующейся структуры с комплементарными полимерами, ионами металлов и поверхностно-активными веществами и перспективы их использования (стр. 5 )

Рисунок 14 - Послойное распределение удельной активности радионуклида 90Sr после обработки почвы комплексами КЭАК/АК-ЛСNa=1:1(1), КЭАК/АК-ЛСNa=2:1(2), КЭАК/АК-ЦПБ=5:2(3), КЭАК/АК-ЦПБ=1:1(4)

Как видно из рисунка 14, внесение в почву комплексов полиамфолит-ПАВ приводит к концентрированию 90Sr в верхнем слое только в случае использования комплекса КЭАК/АК-ЛСNa=2:1 (кривая 2). Это может быть связано с обогащением комплекса полиамфолитной составляющей, содержащей в большом количестве акриловую кислоту, которая способна к взаимодействию с ионами стронция. В случае внесения в почву растворов комплексов КЭАК/АК-ЛСNa=1:1, ЭАК/АК-ЦПБ=5:2, КЭАК/АК-ЦПБ=1:1 (кривые 1,3,4) эффект концентрирования радионуклида 90Sr на поверхности почвы практически отсутствует.

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о возможности использования исследуемых соединений в качестве антидефляционных реагентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Совокупностью ИК-Фурье-спектроскопического, потенциометрического, кондуктометрического, турбидиметрического и вискозиметрического методов впервые показано образование полимерных комплексов новых линейных и сшитых полиамфолитов бетаиновой (карбоксиэтил–3–аминокротонат / акриловая кислота) и чередующейся (N, N - диметилдиаллиламмоний хлорид / малеиновая кислота (алкил - и арилпроизводные малеамидной кислоты)) структуры с комплементарными полимерами, ионами переходных металлов и ПАВ.

2. Комплексы новых полиамфолитов расширяют круг известных полимерных комплексов и проявляют все свойства, присущие комплексам гомополимеров и сополимеров: необходимость химической и структурной комплементарности взаимодействующих компонентов; кооперативность процессов образования (разрушения) полимерных комплексов; значительную компактизацию комплексных частиц в воде; антиполиэлектролитный эффект полиионных комплексов и др. Эти комплексы имеют определенный состав, т. е. соотношение взаимодействующих компонентов и являются, по-существу, новыми соединениями.

3. Показано, что полимерные комплексы новых линейных и слабосшитых полиамфолитов претерпевают конформационные и объемно-фазовые переходы при изменении рН, ионной силы среды, температуры и термодинамического качества растворителя, имеющие большое сходство с переходами типа глобула – клубок в биологических макромолекулах. Наблюдаемые объемно-фазовые переходы в гелях и их комплексах при изменении внешних факторов подтверждают теоретические предсказания о том, что они обусловлены переходами типа глобула-клубок в линейных участках сетки между узлами сшивок.

4. Впервые установлено, что интерполимерные комплексы полиамфолита карбоксиэтил – 3 – аминокротонат/акриловая кислота с неионогенными и катионными полимерами обнаруживают антидефляционные свойства. По способности агрегировать почвенные частицы полиамфолитные комплексы располагаются в следующей последовательности: КЭАК/АК – ПДМДААХ = 2:1 > КЭАК/АК – ПЭГ = 1:1> КЭАК/АК – ПВПД = 2:1> КЭАК/АК – ПЭИ = 1:1 > КЭАК/АК. Для комплексов гомополимеров по способности структурировать почву наблюдается следующая последовательность: ПАК-ПЭГ = 1:1 > ПАК-ПДМДААХ = 1:1 > ПАК-ПВПД = 1:1 > ПАК – ПЭИ = 1:1 моль/моль.

5. Впервые радиометрическими методами установлено увеличение удельной активности стронция-90 в первом слое обработанной почвы в ряду:

КЭАК/АК – ПЭГ = 1:1 > КЭАК/АК – ПДМДААХ = 2:1 > КЭАК/АК – ПВПД = 2:1 > КЭАК/АК – ПЭИ = 1:1. Комплексы гомополимеров по аккумулирующей способности располагаются в следующей последовательности: ПАК – ПЭГ = 1:1 > ПАК – ПДМДААХ = 1:1 > ПАК – ПВПД = 1:1 > ПАК – ПЭИ = 1:1. Лучшие структурирующие и аккумулирующие Sr-90 свойства ИПК полиамфолита КЭАК/АК по сравнению с соответствующими комплексами гомополимеров, по-видимому, связаны с природой полиамфолита, его гидрофобностью, зарядом на поверхности комплексных частиц, способностью к образованию одновременно ионных, водородных, ион-координационных связей.

6. Показано, что абсорбционная способность линейных и сшитых полиамфолитов карбоксиэтил - 3 – аминокротоната/акриловой кислоты по отношению к ионам переходных металлов изменяется в следующей последовательности: Co2+ > Ni2+ > Cu2+. Сорбция ионов металлов протекает как интерполиэлектролитная реакция. Возможна десорбция сорбированных ионов с гелевых сорбентов. Многократность циклов сорбция-десорбция, простота регенерации полиамфолитных гелей открывает возможности их использования в качестве перспективных материалов для очистки промышленных вод от ионов металлов.

7. Потенциометрически и кондуктометрически показано образование бинарных и тройных полимер-металлических комплексов (ТПМК) полимеров с ионами Sr2+ в модельных системах. Эти результаты могут быть использованы для объяснения аккумуляции Sr-90 посредством образования ТПМК в почвенно-полимерных пленках интерполимерных комплексов, образующихся на поверхности почвенных частиц.

8. Впервые установленные антидефляционные и аккумулирующие радиоактивный 90Sr свойства новых полиамфолитных комплексов позволяют рассматривать ПА-ИПК как перспективные композиты для целей ремедиации радиационно зараженных почв Семипалатинского региона. ИПК гомополимеров также являются перспективными для этих целей.

Оценка полноты решений поставленных задач.

Полнота решений поставленных задач достигается путем установления основных закономерностей образования и свойств комплексов линейных и сшитых полиамфолитов бетаиновой и чередующейся структуры с комплементарными полимерами, ПАВ и ионами металлов при изменении внешних факторов – рН, ионной силы среды, термодинамического качества растворителя, температуры. Действие этих факторов обусловливают конформационные и объемно-фазовые переходы в исследованных комплексах. При этом наблюдается аналогия в поведении линейных и сшитых систем, что подтверждает некоторые теоретические предсказания относительно природы переходов.

Разработка рекомендаций и исходных данных по конкретному использованию результатов.

Высокая агрегирующая способность полиамфолитных комплексов на основе коммерческих полимеров, а также способность аккумулировать радиоактивный стронций в верхних слоях обработанной почвы позволяет рекомендовать интерполимерные комплексы в качестве новых антидефляционных реагентов для предупреждения миграции мелкодисперсных радиационно-зараженных почв. Эти результаты имеют важное значение в решении экологических проблем Семипалатинского региона. Процессы взаимодействия линейных и сшитых полиамфолитов с ионами металлов (Cu2+, Ni2+, Co2+, Sr2+) с образованием хелатных комплексов полиамфолит – ион Ме2+ представляют интерес для извлечения ионов Ме2+ из промышленных сточных вод. Возможна десорбция сорбированных ионов Ме2+ с гелевых собентов обработкой 0,1н раствором HCl. Многократность циклов сорбция-десорбция, простота осуществления этих процессов, полное восстановление гидрогеля делает гидрогели полиамфолитов привлекательными сорбентами в очистительных системах. Используя различную сорбционную способность ионов Ме2+ и различные значения констант устойчивости комплексов полиамфолит – ион Ме2+ можно селективно извлекать и разделять ионы Ме2+.

Технико-экономический уровень в сравнении с лучшими достижениями в этой области обеспечивается тем, что впервые изучены комплексы полиамфолитов бетаиновой и чередующейся структуры. Большинство изученных ранее полиамфолитов относилось к статистическим макромолекулам. Для комплексов бетаинового полиамфолита с рядом коммерческих полимеров найдена перспективная область применения по предотвращению ветровой миграции радиоактивного Sr-90. Кроме агрегирующего действия, ИПК способствуют аккумуляции Sr-90 в верхних слоях почвы. Обработка почв растворами интерполимерных комплексов, особенно с участием полиамфолитов, представляет собой достаточно доступный способ ремедиации радиационно-зараженных почв.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 , , . Полимерные комплексы. – Семипалатинск: СГУ им. Шакарима, 20с.

2 , , Синтез, свойства и применение новых полимерных бетаинов на основе аминокротонатов. – Семипалатинск: СГУ им. Шакарима, 2006. – 87с.

3 , , Силкина определение Sr-90 в почвенных образцах Семипалатинского испытательного ядерного полигона // Вестник университета «Семей»№2. - С.52-57.

4 , , Степачёва загрязнения радионуклидами Cs-137 и Sr-90 территории Семипалатинского региона по следам радиоактивных выпадений // Вестник университета «Семей»№3-4. - С.186-193.

5 , , Мусабаева комплексообразования стронция с полиакриловой кислотой, поливиниловым эфиром этиленгликоля и системой полиакриловая кислота-поливиниловый эфир этиленгликоля // Материалы республ. научно-теор. конф., посвящённой 100-летию со дня рождения академика . – Караганда, 1999.- С.218-220.

6 , , Кудайбергенов тройных полимер-металлических комплексов в системе полиэтиленгликоль-стронций-полиакриловая кислота // Материалы Межд. научно-практ. конф. «Тяжёлые металлы и радионуклиды в окружающей среде». – Семипалатинск, 2000. - С.318-319.

7 , , Утепбаева комплексообразования стронция с полиакриловой кислотой // Материалы Межд. научно-практ. конф. «Тяжёлые металлы и радионуклиды в окружающей среде». – Семипалатинск, 2000. - С.320-321.

8 , , Оразжанова почв в присутствии некоторых полимеров // Материалы 3-ей Российской биогеохимической школы «Геохимическая экология и биохимическое изучение таксонов биосферы». - Горно-Алтайск, 2000. - С.336-337.

9 , , Яшкарова полимеров на радиационный фон почв Семипалатинского испытательного ядерного полигона // Вестник СГУ им. Шакарима№1. - С.141-144.

10 Yashkarova M. G., Kudaibergenov S. E., Bimendina L. A., Orazzhanova L. K., Artemyev O. I. Disinfection of Sr-90 from polluted soil of Semipalatinsk Nuclear Test Site by interpolymer complexes. // Abstr. Intern. Symp. “Macromolecule-Metal Complexes”. - New York. 2001.

11 Yashkarova M. G. Structuring of soil particles and capturing of radioactive strontium-90 by interpolymer complexes // Abstr. Intern. Symp. “Polyelectrolytes 2002”. - Lundberg. Sweden, 2002.

12 L. A.Bimendina, L. K.Orazzhanova, B. Kaliaskarova, S. E.Kudaibergenov. Structuring and capturing of radioactive strontium-90 from the polluted soil of Semipalatinsk nuclear Test Site by interpolymer complexes // Proceed. Intern. Monitoring Conf. “Development of Rehabilitation Methodology of Environment of the Semipalatinsk Region Polluted by Nuclear Tests”. – Semipalatinsk, 2002. - P. 64-66.

13 M. Yashkarova, G. Khamitzhanova, Zh. Syzdykbaeva, L. Bimendina. Interaction of novel water-soluble and water-swelling betaine type polyampholytes with some heavy metal ions // Proceed. Intern. Monitoring Conf. “Development of Rehabilitation Methodology of Environment of the Semipalatinsk Region Polluted by Nuclear Tests”. – Semipalatinsk, 2002. - P. 97-99.

14 M. Yashkarova, T. Sabantseva, A. Bashenova, L. Orazzhanova, L. Bimendina. Application of polyacrylic acid – poly - N, N - dimethyldiallylammonium chloride polyelectrolyte complexes for structuring of polluted soil of Semipalatinsk Nuclear Test Site // Proceed. Intern. Monitoring Conf. “Development of Rehabilitation Methodology of Environment of the Semipalatinsk Region Polluted by Nuclear Tests”. – Semipalatinsk, 2002. - P. 100-101.

15 Синтез и некоторые характеристики новых полиамфолитов бетаиновой структуры // Вестник СГУ им. Шакарима.- 2002. - №3 (19). - С.81-84

16 Яшкарова реакций комплексообразования для сорбции ионов металлов и органических молекул // Вестник СГУ им. Шакарима.- 2002. - №4 (20). - С.64-78.

17 Orazzhanova L. K., Bimendina L. A., Kudaibergenov S. E., Yashkarova M. G. Binary and ternary polymer – strontium complexes and capture of radioactive strontium-90 from the polluted soil of Semipalatinsk Nuclear Test Site. // J. Appl. Polym. SciVol. 87. - P. 759-764.

18 G. Zhumadilova, L. Bimendina, S. Kudaibergenov, M. Yashkarova. Interpolymer complexes of Novel Linear and Crosslinked Acrylic acid – Schiff Base Copolymers. // Polymer International. – 2003. - Vol. 52. – P. 876-882.

19 S. Kudaibergenov, L. Bimendina, V. Sigitov, M. Yashkarova, G. Khamitzhanova, K. Geckeler, Y. J.Sung, J. G.Noh, S. H. Choi, Complexation of Novel Linear and Crosslinked Betaine Type Polyampholytes with Metal Ions // Proceedings of the IUPACth Intern. Symp. “Macromolecule-Metal Complexes”. - Moscow, 2003.- P.80.

20 Л.К. Оразжанова, М.Г. Яшкарова, Б.А. Калиаскарова, Т. Сабанцева. Использование полиэлектролитных комплексов как антидефляционных реагентов для почв Семипалатинского региона // Вестник СГУ им. Шакарима№3 (23). - С. 84-92.

21 , Койжайганова новых полиамфолитов бетаиновой структуры с некоторыми ионами металлов // Вестник СГУ им. Шакарима№3 (23). - С. 92-98.

22 , Яшкарова комплексы, стабилизированные водородными связями, как структурирующие агенты // Вестник СГУ им. Шакарима№3 (23). - С.11-115.

23 L. Bimendina, L. Orazzhanova, A. Kunduzbaeva, C. Matkasimova, M. Yashakarova. Using of interpolymer complexes for structuring and capturing of Sr-90 from the polluted soils of Semipalatinsk Nuclear Test Site // Abstr. Intern. conf. “Polymers in XXI century”. – Kiev, 2003. - P. 20.

24 Яшкарова некоторых полимерных комплексов в качестве структурообразователей почв // Наука и образование Южного Казахстана№35. - С.49-52.

25 Яшкарова комплексы: мембраны, плёнки и мультислои на их основе // Вестник Евразийского национального университета.- 2003. - №4 (36). - С.207-213.

26 Яшкарова аспекты использования полимерных комплексов. Сообщение 1 // Поиск№2. - С.9-12.

27 Яшкарова аспекты использования полимерных комплексов. Сообщение 2 // Поиск№2. - С.12-18.

28 Яшкарова аспекты использования полимерных комплексов. Сообщение 3 // Поиск№4 (2). - С. 39-44.

29 Яшкарова взаимодействия полимер-Ме2+ для решения некоторых практических задач // Вестник Евразийского национального университета№1 (37). - С. 198-204.

30 , , . Изучение процессов ветрового переноса радиоактивности и возможности его предотвращения. // Материалы III межд. научно-практ. конф. «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде». - Семипалатинск, 2004. - С. 261-270.

31 , , , Кудайбергенов полиамфолита на основе этил 3-аминокротоната и акриловой кислоты с ионами Sr2+ // Вестник СГУ им. Шакарима№1 (25). - С. 25-28.

32 М.Г. Яшкарова, Б. Х.Мұсабаева, Б. А.Қалиасқарова, қова. Экологиялық мәселелерді шешуде полимерлі комплекстердшң маңызы // Вестник СГУ им. Шакарима№4 (28). - С.470-474.

33 , , . Интерполимерные реакции новых полиамфолитов с комплементарными молекулами // Вестник КазНУ им. Аль-Фараби. Сер. хим№4 (36). - С. 473-477.

34 Предпатент РК. - 2007, № 000. Cпособ предотвращения ветровой миграции радионуклидов и извлечения Sr-90 интерполимерными комплексами. / , ,

35 , Яшкарова полиэлектролитных комплексов в качестве антидефляционных материалов // Наука и образование Южного Казахстана№5 (40). - С. 139-142.

36 , Яшкарова комплексы как структурирующие агенты // Наука и образование Южного Казахстана№5 (40). - С. 142-145.

37 Р. Койжайганова, Г. Татыханова, Яшкарова и исследование свойств новых линейных и сшитых полиэлектролитов на основе ацетоуксусного эфира и акриловой кислоты // Вестник СГУ им. Шакарима. – 2005. - №1 (29). - С.51-54.

38 Яшкарова интерполимерных комплексов на основе новых полиамфолитов для структурирования почв Семипалатинского региона и извлечения радиоактивного стронция // Новости науки Казахстана№1 (84). - С.63-68.

39 , , Яшкарова новых полиамфолитов и их комплексов в растворах // Материалы межд. научно-практ. конф., посвященной 80-летию . – Караганда, 2005. - Т.3. - С. 371-375.

40 , , Яшкарова новых полиамфолитных гелей на основе малеиновой кислоты, диметил-N, N-диаллиламмоний хлорида и диаллиламина // Вестник СГУ им. Шакарима. – 2005. - №3. - С.21-26.

41 S. E. Kudaibergenov, L. A. Bimendina, M. G. Yashkarova, L. K. Orazzhanova. Prevention of the wind and water migration of radionuclides from the topsoil of Semipalatinsk Nuclear Test Site // Abstr. of 11th Intern. Symp. “Macromolecule-Metal Complexes”. - Pisa, Italy, - 2005. – P. 26.

42 Б.Новак, И.Кетц, А.Б.Зезин, Т.Б.Желтоножская, Н.Соколов, Л.А.Бимендина, М.Г.Яшкарова, С.Е.Кудайбергенов. Структурирование почв Семипалатинского ядерного полигона, загрязнённых радионуклидами, с помощью полиэлектролитных, интер - и интраполимерных клмплексов // Материалы 2-ой Межд. научно-практ. конф. «Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения». – Курчатов, 2005. - Т.1, - С.221-227.

43 , , . Использование интерполимерных комплексов новых полиэлектролитов и полиамфолитов для предупреждения миграции радиационно заражённых почв // Материалы 2-ой Межд. научно-практ. конф. «Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения». - Курчатов, 2005. - Т.1. - С.228-231.

44 , , ., ., , Процкий комплексов полиамфолита этиламинокротоната/акриловой кислоты с лаурилсульфонатом натрия для изучения направленной миграции радионуклидов в почве СИП // Материалы 2-ой Межд. научно-практ. конф. «Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения». - Курчатов, 2005.- Т.2. – С.97-102.

45 L.A. Bimendina, M. G.Yashkarova, L. K.Orazzhanova, S. E.Kudaibergenov. Application of Interpolymer Complexes of Novel Poly(ampholyte-electrolyte) as Soil Structuring Agents and for Extraction of Radioactive Strontium // Eurasian Chem. Tech. Journal. – 2006. - № 3 - P. 31-38.

46 , , Кудайбергенов комплексы новых линейных и сшитых полиамфолитов бетаиновой и чередующейся структуры // Вестник СГУ им. Шакарима№4 (35). - С. 32-39.

47 Яшкарова интерполимерных комплексов как антидефляционных реагентов для радиационно-зараженных почв Семипалатинского испытательного полигона // Вестник СГУ им. Шакарима№4 (35). - С. 70-76.

48 , , Аккумуляция Sr-90 на поверхности почвы в присутствии комплексов на основе этил 3-аминокротоната и акриловой кислоты // Вестник СГУ им. Шакарима№4 (35) - С. 176-180.

49 S. Kudaibergenov, L. Bimendina, M. Yashkarova, L. Orazzhanova. Encapsulation of radionuclides contaminated soil particles of Semipalatinsk Test Site by interpolymer complexes // Abstr. 14th Int. Workshop on Bioencapsulation & COST 865 meeting. - Lausanne, Switzerland, 2006.

50 S. E. Kudaibergenov, L. A. Bimendina, M. G. Yashkarova, Preparation and characterization of novel polymeric betaines based on aminocrotonates. // J. Macromol. Sci. Pure and Appl. Chem. -2007. - Vol. 44.- P. 899-913.

51 , , Кудайбергенов поли(карбоксиэтил 3-аминокротоната) с некоторыми ионами двухвалентных металлов // Вестник СГУ им. Шакарима. – 2007.-№1.-С.177-180.

52 S. E.Kudaibergenov, L. A.Bimendina, M. G.Yashkarova Remediation of radioactively contaminated and of heavy metals polluted topsoil of Semipalatinsk Test Site // Материалы Межд. научно-практ. конф. «Аманжоловские чтения -2007» - Усть-Каменогорск, 2007 – Т. 1 – С. 110-118

53 S. Salmenbayev, L. K.Orazzhanova, M. G.Yashkarova, S. plexation of aminocrotonate based polybetaines with metal ions // Abstr. of 12th IUPAC Intern. Symp. “Macromolecule-Metal Complexes” Fukuoka, Japan. -2007. –P.112

54 М.Г. Яшкарова. Возможность использования комплексов нового полиамфолита для ремедиации почв Семейского региона. // Вестник СГУ им. Шакарима. – 2008.-№1.-С.184-188.

55 S. E.Kudaibergenov, L. A.Bimendina, M. G.Yashkarova. Prevention of soil
migration and capturing of radionuclides by interpolymer complexes//
Chapter 11, p.301-322 in Hydrogen-bonded interpolymer complexes. Formation,
Structure and Applications (Eds Khutoryanskiy V. V. & Staikos G.), World
Scientific, New Jersey, 200p.

Мәрзия Ғабитханқызы Яшкарова

Сызықты және әлсіз тігілген бетаинді және кезектескен құрылымды полиамфолиттердің комплементарлы полимерлермен, металл иондарымен және беттік-активті заттар мен комплекстері және олардың келешекте қолдануы

02.00.06 – жоғары молекулалы қосылыстар

химия ғылымдарының докторы ғылыми дәрежесін алу үшін дайындалған

диссертация авторефераты

ТҮЙІН

Зерттеу нысандары: жаңа бетаинді (карбоксиэтил-3-аминокротонат/акрил қышқылы) және кезектескен (N, N-диметилдиаллиламмоний хлориді/малеин қышқылы немесе малеин қышқылының алкил - және арил туындылары) құрылымды, коммерциялық полимерлер (ионогенді емес, анионды және катионды), БАЗ, металл иондары Co2+, Ni2+, Cu2+, Sr2+.

Жұмыстың мақсаты: жаңа бетаин және кезектескен құрылымды сызықтық және әлсіз тігілген полиамфолиттердің комплементарлы полимермен, металл иондарымен БАЗ-мен комплекс түзуінің негізгі заңдылықтарын, орта қасиеті өзгергенде (рН, температура, еріткіштің термодинамикалық сапасы) комплекстегі ауысуларды және жаңа комплекстердің қолдану аймағын анықтау.

Зерттеу әдістері: ИҚ спектроскопия, атомдық-абсорбциалдық спектрометрия, потенциометрия, кондуктометрия, турбидиметрия, вискозиметрия, гранулометриялық анализ, радиохимиялық анализ.

Негізгі нәтижелер:

1. ИҚ-спектроскопия, потенциометрия, кондуктометрия, турбидиметрия және вискозиметрия әдістерінің жиынымен алғаш рет бетаин және кезектескен құрылымды сызықтық және тігілген полиамфолиттердің комплементарлы полимерлермен, металл иондарымен, БАЗ-мен комплекс түзуі анықталды.

2. Жаңа полиамфолиттердің комплекстері белгілі полимерлер комплекстерінің аймағын кенейтеді және гомополимер мен сополимер комплекстеріне тән - әрекеттесуші заттардың химиялық және құрылымдық комплементарлы болуы; полимер комплекстерінің түзілу (деструкциялану) процестерінің кооперативтілігі; суда комплекс бөлшектерінің шағын болуы; полиион комплекстерінің антиполиэлектролиттік әсері және т. б. қасиеттерінің болатынын көрсетеді.

3. Орта қасиеттерінің өзгеруі полимерлі комплекстердің конформациялық және көлемдік-фазалық ауысуларына әкеледі. Гельдердегі және олардың комплекстеріндегі көлемдік-фазалық ауысулар торлардың сызықты бөліктерінің арасындағы тігулер түйіншіктеріндегі глобула – шиыршық ауысуларына негізделген және теориялық болжамдармен сәйкес келеді.

4. Бетаинді полиамфолиттердің интерполимерлі комплекстері дефляцияға қарсы қасиет көрсететіндігі алғаш аңықталды. Ұсақ дисперсті топырақты бетаин құрылымды полиамфолитінің интерполимерлі комплексі ерітіндісімен және коммерциялық полимер комплекстерінің ерітіндісімен өңдегенде топырақ бөлшектерінің агрегатталуына әкеледі. Сонымен қатар, интерполимерлі комплекс ерітінділерімен өңделген топырақтың беткі қабатында радиоактивті стронцийдің жинақталуы болатындығы анықталды. Күшті жинақтау қасиетті полиамфолитті интерполимерлі комплекстер көрсетеді.

5. Бетаинді полиамфолиттердің металл иондарымен Co2+, Ni2+, Cu2+ комплекс түзуі өндіріс суларынан металл иондарын сініріп алу үшін қолданылуы мүмкін.

Қолданылу аймақтары: радиациялық ластанған топырақтың радионуклидтерінің желмен және суда ауысуын тоқтатуда; топырақ ремедияциясында; өндіріс ағынды суларынан металл иондарын сініріп алу үшін және концентрлеуде.

Зерттеу нәтижелерін нақты қолдануға ұсыныстар: жаңа полиамфолиттердің интерполимерлі комплекстерінің антидефляциялық және беткі қабатқа Sr-90 жинақтау қасиеттері Семей аймағының радиациялық ластанған топырағын ремедиациялау үшін тиімді композит ретінде қарастыруға болады., Сызықтық және тігілген полиамфолиттердің металл иондарымен полиамфолит-Ме2+ ионы хелатты комплексін түзе әрекеттесуі өндірістік ағынды сулардан металл иондарын сіңіріп алу үшін және бөлу мақсатында қолдану қызығушылық тудырады.

Yashkarova Marziya Gabitchanovna

Complexes of linear and weakly crosslinked polyampholytes

of betaine and alternative structure with complementary polymers,

metal ions and surfactants and the perspectives of their application

02.00.06 – highmolecular compounds

The doctor of chemical sciences applicant’s thesis

SUMMARY

Objects: new linear and crosslinked polyampholytes of betaine (carboxyethyl-3-aminocrotonate / acrylic acid) and alternative (N, N – dimethyldiallylammonium chloride / maleic acid or alkyl – and aryl derivatives of maleamide acid) structure; a series of commercial polymers (nonionic, anionic and cationic); surfactant (lauryl sulfonate sodium); metal ions Co2+, Ni2+, Cu2+, Sr2+.

The purpose of work is to establish the main regularities of complex formation of new linear and crosslinked polyampholytes of betaine and alternative structure with complementary polymers, metal ions and surfactant; conformation and phase – volume transitions of complexes at change of medium properties (pH, temperature, thermodynamic quality of the solvent, ionic power); possible fields of application of new complexes.

Methods: IR – spectroscopy, atom-absorption spectrometry, potentiometry, conductometry, turbidimetry, viscometry, granulometric analysis, radiochemical methods of analysis.

The basic results are:

1. For the first time the complexes formation of linear and crosslinked polyampholytes of betaine and alternative structure with complementary polymers, metal ions and surfactant have been found by combined of IR – spectroscopic, electrochemical and viscosimetric methods.

plexes of new polyampholytes extend the set of known polymer complexes and show the properties inherent to homopolymer and copolymer complexes which are: the necessity of chemical and structural complementarity of interacting components; the significant compactization of complex particles in water; cooperativity of processes of formation (destruction) of polymer complexes; antipolyelectrolyte effect of polyionic complexes and others. These complexes have the certain composition i. e. the relation of interacting components and they are the new compounds.

3. It is found that polymer complexes undergo the conformation and phase – volume transitions at change of medium properties. Phase – volume transitions in gels and their complexes confirm the theoretical predictions that these transitions are caused by globule – coil transitions in linear parts of net between knots of cross linking.

4. For the first time it is established the antideflaction properties of interpolymer complexes of betaine type polyampholyte. The treatment of thin dispersed soils by solutions of interpolymer complexes of betaine structure polyampholyte as well as the solutions of commercial polymers complexes leads to the aggregation of soil particles to more large sizes (> 0,25mm). Besides the aggregation it is found the accumulation of radioactive strontium in upper soil layers treated by solutions of interpolymer complexes. Polyampholyte interpolymer complexes show the best properties.

plex formation of betaine polyampholyte with Co2+, Cu2+, Ni2+ metal ions may he used for extraction of metal ions from industrial waste waters.

Application fields: prevention of wind and water migration of radionuclides of radioactive polluted soils; remediation of soils; extraction and concentration of metal ions from industrial waste waters.

Recommendations on application: antideflaction and accumulation Sr-90 properties of new polyampholyte interpolymer complexes allow to consider them as perspective composites for remediation of radioactively polluted soils of Semipalatinsk region. The interaction of linear and crosslinked polyampholytes with metal ions with formation of chelate polyampholyte - Me2+ complexes is of great interest for the purposes of extraction and division of metal ions from industrial waste waters.