danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2020-64-3-293-299dan-883Research ArticleХИМИЯCHEMISTRYНабухание гидрогеля на основе полиакриламида в водных растворах низкомолекулярных солейSwelling of polyacrylamide-based hydrogel in aqueous solutions of low-molecular saltsВоробьёваЕ. В.VorobievaE. V.

Воробьёва Елена Викторовна – д-р хим. наук, доцент, заведующий лабораторией

ул. Сурганова, 9/1, 220072, Минск

Vorobieva Elena V. – D. Sc. (Chemistry), Associate professor, Head of the Laboratory

9/1, Surganov Str., 220072, Minsk

evorobieva@igic.bas-net.byИнститут общей и неорганической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus202009072020643293299Copyright © Воробьёва Е.В., 20202020Воробьёва Е.В.Vorobieva E.V.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/883

Изучена кинетика набухания сшитого полиакриламида в зависимости от состава внешнего раствора. Показано, что набухание полимерного геля при переходе от воды к раствору хлорида калия или натрия и обратно резко уменьшается, затем постепенно возрастает. Набухание геля в растворе хлорида натрия выше, чем хлорида калия. В равновесно набухшем геле концентрация солей в фазе геля выше, чем во внешнем растворе, и увеличивается при переходе от хлорида калия к хлориду натрия.

The swelling kinetics of cross-linked polyacrylamide was studied depending on the composition of the external solution. It was shown that the polymer gel swelling during the transition from water to a potassium or sodium chloride solution and vice versa sharply decreases, then gradually increases. The swelling of gel in a solution of sodium chloride is higher than that of potassium chloride. In the equilibrium swollen gel, the concentration of salts in the gel phase is higher than in the external solution and increases with the transition from potassium chloride to sodium chloride.

набуханиеполимерный гидрогельрастворыхлорид натрияхлорид калияswellingpolymer hydrogelsolutionssodium chloridepotassium chlorideReferencesРоговина, Л. З. К определению понятия «полимерный гель» / Л. З. Роговина, В. Г. Васильев, Е. Е. Браудо // Высокомолекулярные соединения. Сер. С. – 2008. – Т. 50, № 7. – С. 1397−1406.Rogovina L. Z., Vasil’ev V. G., Braudo E. E. Definition of the concept of polymer gel. Polymer science, Series C, 2008, vol. 50, no. 1, pp. 85−92. https://doi.org/10.1134/s1811238208010050Инагамов, С. Я. Поликомплексные гели на основе натрий карбоксиметилцеллюлозы – новые пролонгаторы лекарственных препаратов / С. Я. Инагамов, М. Ю. Мухамеджанова, Г. И. Мухамедов // Химия растительного сырья. – 2011. – № 2. – С. 51–56.Inagamov S. ya., Mukhamedzhanova M. yu., Mukhamedov G. I. Polycomplex gels based on sodium carboxymethyl cellulose – new drug prolongators. Khimija rastitel’nogo syr’ ja [Chemistry of Plant Raw Material], 2011, no. 2, pp. 51–56 (in Russian).Filippova, O. E. Responsive polymer gels / O. E. Filippova // Высокомолекулярные соединения. – 2000. – Т. 42, № 12. – C. 2328–2352.Filippova O. E. Responsive polymer gels. Vysokomolekulyarnye soedineniya = Polymer science, Series C, 2000, vol. 42, no. 12, pp. 2328–2352.Sing, Сh. E. Effect of Ion–Ion Correlations on Polyelectrolyte Gel Collapse and Reentrant Swelling / Сh. E. Sing, J. W. Zwanikken, M. O. Cruz // Macromolecules. – 2013. – Vol. 46. – P. 5053–5065. https://doi.org/10.1021/ma400372pSing Сh. E., Zwanikken J. W., Cruz M. O. Effect of Ion–Ion Correlations on Polyelectrolyte Gel Collapse and Reentrant Swelling. Macromolecules, 2013, vol. 46, no. 12, pp. 5053–5065. https://doi.org/10.1021/ma400372pВлияние pН при полимеризации на свойства слабозаряженного гидрофобно модифицированного полиакриламида / Ю. А. Шашкина [и др.] // Структура и динамика молекулярных систем. – Казань, 2003. – Вып. 10, ч. 1. – С. 202−205.Shashkina yu. A., Zaroslov yu. D., Pryakhina T. A., Blagodatskikh I. V., Filippova O. E., khokhlov A. R. The effect of pH during polymerization on the properties of a weakly charged hydrophobically modified polyacrylamide. Struktura i dinamika molekulyarnykh sistem [Structure and Dynamics of Molecular Systems]. kazan’, 2003, vol. 10, part 1, pp. 202−205 (in Russian).Ельяшевич, Г. К. Процессы набухания/сжатия гидрогелей полиакрилата натрия в средах с различными значениями рН / Г. К. Ельяшевич, Н. Г. Бельникевич, С. А. Веснеболоцкая // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. – 2009. – Т. 51, № 5. – С. 809–812.Elyashevich G. k., Bel’nikevich N. G., Vesnebolotskaya S. A. Swelling-contraction of sodium polyacrylate hydrogels in media with various pH values. Polymer Science. Series A, 2009, vol. 51, no. 5, pp. 550–553. https://doi.org/10.1134/s0965545x09050095Sareen, R. Meloxicam Carbopol-based gels: characterization and evaluation / R. Sareen, S. kumar, G. D. Gupta // Curr. Drug. Deliv. – 2011. – Vol. 8, N 4. – P. 407−415. https://doi.org/10.2174/156720111795768013Sareen R., kumar S., Gupta G. D. Meloxicam Carbopol-based gels: characterization and evaluation. Current Drug Delivery, 2011, vol. 8, no. 4, pp. 407−415. https://doi.org/10.2174/156720111795768013Филиппова, О. Е. «Умные» полимерные гидрогели / О. Е. Филиппова // Природа. – 2005. – № 8. – С. 11−17.Philippova O. E. «Smart» polymeric hydrogels. Priroda [Nature], 2005, no. 8, pp. 11−17 (in Russian).Sircar, S. The effect of divalent vs. monovalentions on the swelling of Mucin-like polyelectrolyte gels: Governing equations and equilibrium analysis / S. Sircar, J. P. keener, A. L. Fogelson // J. Chem. Phys. – 2013. – Vol. 138, N 1. – Art. 014901. https://doi.org/10.1063/1.4772405Sircar S., keener J. P., Fogelson A. L. The effect of divalent vs. monovalent ions on the swelling of Mucin-like polyelectrolyte gels: Governing equations and equilibrium analysis. Journal of Chemical Physics, 2013, vol. 138, no. 1, art. 014901. https://doi.org/10.1063/1.4772405Термо- и рН-чувствительные гидрогели на основе хитозана, полученные с использованием диазида терефталевой кислоты / А. Е. Мочалова [и др.] // Перспективные материалы. – 2009. – № 5. – С. 61−65.Mochalova A. E., Budruev A. V., Oleinik A. V., Smirnova L. A. Thermo- and pH-sensitive hydrogels on chitozan base, obtained with use of diazide of terephthalic acid. Perspektivnye materialy [Promising materials], 2009, no. 5, pp. 61−65 (in Russian).Голубовский, Д. Н. Переход клубок–глобула в реалистичной модели N-изопропилакриламида: компьютерный эксперимент / Д. Н. Голубовский, В. А. Иванов, А. Р. Хохлов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физика. Астрономия. – 2008. – № 3. – С. 64−66.Golubovsky D. N., Ivanov V. A., khokhlov A. R. Transition of the ball-globule in a realistic model of N-isopropyl acrylamide: computer experiment. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 3: Fizika. Astronomiya [Moscow University Physics Bulletin. Series 3. Physics. Astronomy], 2008, no. 3, pp. 64−66 (in Russian).Osada, y. Polymer gels / y. Osada, J. P. Gong, y. Tanaka // Journal of Macromolecular Science. Part C: Polymer Reviews. – 2004. – Vol. 44, N 1. – P. 87–112. https://doi.org/10.1081/mc-120027935Osada y., Gong J. P. Tanaka y. Polymer gels. Journal of Macromolecular Science, Part C: Polymer Reviews, 2004, vol. 44, no. 1, pp. 87–112. https://doi.org/10.1081/mc-120027935Состояние ионов и молекул воды в водно-солевых растворах полиакриламида и сополимера «акриламид– Na/k соль акриловой кислоты» / В. С. Солдатов [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2019. – Т. 63, № 6. – С. 695–703. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2019-63-6-695-703Soldatov V. S., Davlyud D. N., Bezyazychnaya T. V., Vorobieva E. V., kasandrovich E. G., Vorobiev P. D. State of ions and water molecules in the water salt solutions of polyacrylamide and co-polymer of “acrylamide–acrylic acid Na/k salt”. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2019, vol. 63, no. 6, pp. 695–703 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8323-2019-63-6-695-703Ферапонтов, Н. Б. Свойства воды в растворах гидрофильных полимеров / Н. Б. Ферапонтов, М. Г. Токмачев, А. Н. Гагарин // Журн. физ. химии. – 2009. – Т. 83, № 8. – С. 1487−1492.Ferapontov N. B., Tokmachev M. G., Gagarin A. N. The properties of water in solutions of hydrophilic polymers. Russian Journal of Physical Chemistry, 2009, vol. 83, no. 8, pp. 1321−1325.Реологические свойства и концентрационные переходы в водно-солевых растворах полиакриламида и анионных (со)полимеров акриламида / Д. Н. Давлюд [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2017. – Т. 61, № 4. – С. 69–76.Davlyud D. N., Vorobieva E. V., Layeuskaya Е. V., krutko N. P., Vorobiev P. D., Сherednichenko D. V. Rheological properties and concentration cross-overs of polyacrylamide and anionic (co)polymers of аcrilamide in aqueous-salt solutions. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2017, vol. 61, no. 4, pp. 69–76 (in Russian).Реологические свойства гидрогелей на основе полиакриламида / Т. В. Шевченко [и др.] // Коллоидный журн. – 2004. – Т. 66, № 6. – С. 840–843.Shevchenko T. V., Ul’rikh E. V., yakovchenko M. A., Pirogov A. N., Smirnov O. E. Rheological properties of polyacrylamide-based hydrogels. Colloid Journal, 2004, vol. 66, no. 6, pp. 756–759. https://doi.org/10.1007/s10595-005-0019-2

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