danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"dan-13Research ArticleХИМИЯCHEMISTRYОСОБЕННОСТИ ДЕГРАДАЦИИ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫХ ГИДРОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ ПОЛИАКРИЛАМИДОВ ПРИ ТЕПЛОВОМ СТАРЕНИИDEGRADATION PECULIARITIES OF POLYELECTROLYTE HYDROGELS BASED ON FUNCTIONALIZED POLYACRYLAMIDE DURING THERMAL AGINGШАХНОО. В.SHAKHNOA. V.shahno1990@mail.ruКРУЛЬЛ. П.KRULL. P.krul@bsu.byБелорусский государственный университет, МинскBelarusian State University, Minsk2016210520166015460Copyright © ШАХНО О.В., КРУЛЬ Л.П., 20162016ШАХНО О.В., КРУЛЬ Л.П.SHAKHNO A.V., KRUL L.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/13

Установлено, что при тепловом старении полиэлектролитных гидрогелей на основе карбоксилированного и сульфонированного полиакриламидов, сшитых ацетатом хрома (III), основной причиной их деградации является превращение межмолекулярного комплекса хром (III)–полимер во внутримолекулярный, а в минерализованной воде – высаждение полимерных солей. Разрушение гидрогеля происходит при достаточно высоком содержании карбоксилатных групп, образующихся в результате гидролиза амидных или замещенных амидных групп макромолекул. Методами спектроскопии ЯМР 13С и ЯМР 1Н обнаружено, что гидролиз функциональных групп в гидрогеле, содержащем сульфогруппу, протекает медленнее, что приводит к его более высокой устойчивости к тепловому старению по сравнению с гидрогелем на основе карбоксилированного полиакриламида.

The transformation of the intermolecular complex of chromium (III)–polymer into the intramolecular one was revealed to be the main reason for degradation of polyelectrolyte hydrogels based on sulfonated and carboxylated polyacrylamides crosslinked by chromium (III) acetate during thermal aging, while the mineralized water addition caused polymer salts to precipitate. Hydrogel destruction occurred at a relatively high content of carboxylate groups formed due to the hydrolysis of amide or substituted amide groups. NMR 13C and NMR 1H spectroscopy showed that the hydrolysis of the functional groups in polyelectrolyte hydrogel containing a sulfo group proceeded slowly, thus resulting in a higher resistance to thermal aging as compared to that based on carboxylated polyacrylamide.

карбоксилированный полиакриламидсульфонированный полиакриламидацетат хрома(III)полиэлектролитный гидрогельтепловое старениеЯМРReferencesКуренков, В. Ф. Водорастворимые полимеры акриламида / В. Ф. Куренков // Соросовский образовательный журн. – 1997. – № 5. – С. 48–53.Куренков, В. Ф. Водорастворимые полимеры акриламида / В. Ф. Куренков // Соросовский образовательный журн. – 1997. – № 5. – С. 48–53.Lockhart, T. P. New chemistry for the placement of chromium(III)/polymer gels in high-temperature reservoirs / T. P. Lockhart, P. Albonico // SPE Prod. Facil. – 1994. – Vol. 9, N 4. – P. 273–279.Lockhart, T. P. New chemistry for the placement of chromium(III)/polymer gels in high-temperature reservoirs / T. P. Lockhart, P. Albonico // SPE Prod. Facil. – 1994. – Vol. 9, N 4. – P. 273–279.Lockhart, T. P. Chemical properties of chromium / polyacrylamide gels / T. P. Lockhart // SPE Adv. Tech. Ser. – 1994. – Vol. 2, N 2. – P. 199–205.Lockhart, T. P. Chemical properties of chromium / polyacrylamide gels / T. P. Lockhart // SPE Adv. Tech. Ser. – 1994. – Vol. 2, N 2. – P. 199–205.Исследование механизма взаимодействия карбоксилированного полиакриламида с ацетатом хрома (III) методом спектроскопии ЯМР 13С / Л. П. Круль [и др.] // Жур. общ. хим. – 2013. – Т. 83, № 11. – С. 1829–1834.Исследование механизма взаимодействия карбоксилированного полиакриламида с ацетатом хрома (III) методом спектроскопии ЯМР 13С / Л. П. Круль [и др.] // Жур. общ. хим. – 2013. – Т. 83, № 11. – С. 1829–1834.Шахно, О. В. Состав макромолекулярных металлокомплексов в полиэлектролитных гидрогелях на основе функционализированных полиакриламидов, сшитых ацетатом хрома (III) / О. В. Шахно, Е. В. Гринюк, Л. П. Круль // Докл. НАН Беларуси. – 2013. – Т. 57, № 3. – С. 63–69.Шахно, О. В. Состав макромолекулярных металлокомплексов в полиэлектролитных гидрогелях на основе функционализированных полиакриламидов, сшитых ацетатом хрома (III) / О. В. Шахно, Е. В. Гринюк, Л. П. Круль // Докл. НАН Беларуси. – 2013. – Т. 57, № 3. – С. 63–69.Owen, A. T. The preparation and ageing of acrylamide/acrylate copolymer flocculant solutions / A. T. Owen, P. D. Fawell, J. D. Swift // Int. J. Miner. Process. – 2007. – Vol. 84, N 1. – P. 3–14.Owen, A. T. The preparation and ageing of acrylamide/acrylate copolymer flocculant solutions / A. T. Owen, P. D. Fawell, J. D. Swift // Int. J. Miner. Process. – 2007. – Vol. 84, N 1. – P. 3–14.Кабо, В. Я. Осаждение гидролизованных полиакриламидов солями щелочноземельных металлов / В. Я. Кабо, В. П. Городнев // ВМС. – 1977. – Т. 19, № 5. – С. 1278–1282.Кабо, В. Я. Осаждение гидролизованных полиакриламидов солями щелочноземельных металлов / В. Я. Кабо, В. П. Городнев // ВМС. – 1977. – Т. 19, № 5. – С. 1278–1282.Klein, J. Molecular weight determination of poly (acrylamide) and poly (acrylamide-co-sodium acrylate) / J. Klein, K. D. Conrad // Makromol. Chem. – 1978. – Vol. 179, N 6. – P. 1635–1638.Klein, J. Molecular weight determination of poly (acrylamide) and poly (acrylamide-co-sodium acrylate) / J. Klein, K. D. Conrad // Makromol. Chem. – 1978. – Vol. 179, N 6. – P. 1635–1638.Mahdavian, A. R. Kinetic study of radical polymerization. III. Solution polymerization of acrylamide by 1H-NMR / A. R. Mahdavian, M. Abdollahi, H. R. Bijanzadeh // J. Appl. Polym. Sci. – 2004. – Vol. 93, N 5. – P. 2007–2013.Mahdavian, A. R. Kinetic study of radical polymerization. III. Solution polymerization of acrylamide by 1H-NMR / A. R. Mahdavian, M. Abdollahi, H. R. Bijanzadeh // J. Appl. Polym. Sci. – 2004. – Vol. 93, N 5. – P. 2007–2013.Gottlieb, H. E. NMR chemical shifts of common laboratory solvents as trace impurities / H. E. Gottlieb, V. Kotlyar, A. Nudelman // J. Org. g. Chem. – 1997. – Vol. 62, N 21. – P. 7512–7515.Gottlieb, H. E. NMR chemical shifts of common laboratory solvents as trace impurities / H. E. Gottlieb, V. Kotlyar, A. Nudelman // J. Org. g. Chem. – 1997. – Vol. 62, N 21. – P. 7512–7515.Montanari, L. Kinetics and mechanism of the reaction of hydrated chromium (III) with partially hydrolyzed polyacrylamide / L. Montanari, R. Scotti, T. P. Lockhart // Macromolecules. – 1994. – Vol. 27, N 12. – P. 3341–3348.Montanari, L. Kinetics and mechanism of the reaction of hydrated chromium (III) with partially hydrolyzed polyacrylamide / L. Montanari, R. Scotti, T. P. Lockhart // Macromolecules. – 1994. – Vol. 27, N 12. – P. 3341–3348.Низкотемпературная деструкция сополимеров акриламида с акрилатом натрия в водных растворах под влиянием свободных радикалов / В. Ф. Куренков [и др.] // Химия и компьютерное моделирование: Бутлеровские сообщения. – 2004. – Т. 5, № 3. – С. 42–44.Низкотемпературная деструкция сополимеров акриламида с акрилатом натрия в водных растворах под влиянием свободных радикалов / В. Ф. Куренков [и др.] // Химия и компьютерное моделирование: Бутлеровские сообщения. – 2004. – Т. 5, № 3. – С. 42–44.Kevin, J. Thesis (Ph. D.) / J. Kevin. – Polytechnic. Huddersfield, 1989.Kevin, J. Thesis (Ph. D.) / J. Kevin. – Polytechnic. Huddersfield, 1989.Сыркин, А. М. Химия воды / А. М. Сыркин, Н. Е. Максимова, Л. Г. Сергеева. – Уфа: УГНТУ, 2007.Сыркин, А. М. Химия воды / А. М. Сыркин, Н. Е. Максимова, Л. Г. Сергеева. – Уфа: УГНТУ, 2007.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.