ИСТИНА

Восприимчивые полимерные микрогели могут применяться для получения функциональных материалов, например, суперабсорбентов, носителей лекарственных препаратов и красителей и др. Основным преимуществом использования микрогелей вместо макрогелей является более короткое время отклика на внешние воздействия. Целью данной работы является синтез микрогелей на основе взаимопроникающих сеток (ВПС-микрогели), изучение их термо- и pH-чувствительного поведения и исследование взаимодействия с антисептическим ПАВ. В качестве первой сетки использовались микрогели поли(Nизопропилакриламида) (ПНИПА), полученные термо-индуцированной осадительной полимеризацией в присутствии традиционного сшивающего агента (N,N’-метилен-бис-акриламида, БИС) или как результат процесса самосшивания. Полимеризация in situ второй сетки акриловой кислоты (АК) внутри этих двух типов ПНИПА микрогелей приводила к формированию ВПС-микрогелей. Сравнительное изучение термо- и pH-чувствительного конформационного поведения микрогелей с разной структурой сетки проведено методами динамического, статического и электрофоретического рассеяния света [1]. Показано, что формирование сетки ПАК внутри ПНИПА микрогелей не меняет температуру конформационного перехода, составляющую 32‒33°С. pH конформационного перехода ВПСмикрогелей лежит в районе 4.5‒5.0, что согласуется с pKa для ПАК (4.8). Найдено, что самосшитые ПНИПА микрогели имеют меньшую степень сшивки и более равномерное распределение по сшивкам, что приводит к существенному увеличению pH-отклика ВПС-микрогелей на их основе. Кроме того, степень набухания таких ВПС-микрогелей значительно выше. Показано влияние разного числа сшивок ПНИПА микрогеля, сшитого при помощи БИС (1 и 4%), на внутреннюю структуру как микрогелейматриц, так и ВПС-микрогелей на их основе. Было проведено исследование способности ВПС-микрогелей на основе ПНИПА и ПАК к иммобилизации катионного ПАВ диметилбензилалкиламмония хлорида (БКCl), являющегося антисептическим препаратом, который также может оказывать противогрибковое и вирулицидное действие. Показано, что при pH 7 (выше pKa для ПАК) добавление БКСl к водной дисперсии ВПС-микрогелей до концентрации c ≈ 0.01%, соответствующей критической концентрации агрегации БКCl, приводит к коллапсу микрогелей, который можно объяснить связыванием БКCl с частицами ВПС-микрогелей в результате реакции ионного обмена между ионами H+ карбоксильных групп ПАК и катионным ПАВ. При дальнейшем добавлении БКCl происходит агрегация микрогелей. При pH 3 до концентрации БКCl ≈ 0.007% наблюдается плавный рост гидродинамического радиуса, после чего он сменяется резким ростом и выходом на плато при с > 0.04%. В этом случае связывание молекул ПАВ с ВПС-микрогелями может происходить в результате гидрофобных взаимодействий углеводородных сегментов полимерных сеток с углеводородными хвостами ПАВ. При этом набухание частиц можно объяснить распирающим осмотическим давлением противоионов, которые проникают в гель вместе с молекулами ПАВ для соблюдения условия электронейтральности. При концентрациях ПАВ выше ККМ внутри микрогелей образуются связанные с полимером мицеллы ПАВ, абсорбция ПАВ прекращается, и размер частиц перестает меняться. Благодарность Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект 17-73-20167). Литература 1. Kozhunova E. Yu., Vyshivannaya O. V., Nasimova I. R. “Smart” IPN microgels with different network structures: Self-crosslinked vs conventionally crosslinked // Polymer . – 2019. – Vol. 176 – P. 127-134.