Введение
ЧАСТЬ I. Получение и строение продуктов нековалентных взаимодействий макромолекул с макромолекулами, поверхностно-активными веществами и твердыми частицами 10
Глава 1. Природа и кооперативпость нековалентных взаимодействий в поликомплексах... 10
1.1. Интерполимерные комплексы 12
1.2. Взаимодействие линейных макромолекул с молекулами ПАВ в водном растворе и образование полимер-коллоидных комплексов 14
Глава 2. Лиофобные золи как полимер-коллоидные комплексы на основе макромолекул и наночастиц твердой (неорганической) фазы 18
2.1. Адсорбция макромолекул из разбавленного раствора на твердой поверхности 18
2.2. Полимер-коллоидные комплексы, получаемые смешением золя и разбавленного раствора полимера. 28
2.3. Формирование твердой фазы в высокодисперсном состоянии. 34
2.3.1. Образование зародышей повой фазы 34
2.3.2. Рост зародышей новой фазы. Распределение частиц по размерам 46
2.3.3. Формирование металлической фазы при химических реакциях в растворах... 54
2.4. Методы получения металлических и металлсодержащих коллоидных частиц в присутствии полимеров. 72
2.4.1. Получение наночастиц в разбавленных растворах полимеров 73
2.4.2. Получение наночастиц в мицеллах амфифильных диблоксополимеров 85
Глава 3. Современные представления о строении полимерного экрана на поверхности коллоидных частиц 87
Глава 4. Псевдоматричный механизм формирования наночастиц новой фазы в растворе полимера. Теоретическое рассмотрение 101
ЧАСТЬ II. Объекты и методы исследования 110
Глава 5. Объекты исследования 110
5.1. Использованные вещества. 110
5.2 Методики получения дисперсий никеля и меди 112
5.3. Характеристики исследованных систем 119
5.3.1. Состояние металла в золях и дисперсиях. 119
5.3.2. Характеристики устойчивости золей и дисперсий. 120
5.3.3. Связь условий синтеза с характером дисперсной фазы по окончании реакции 122
Глава 6. Методы и методики исследования. Некоторые расчетные формулы 124
6.1. Методы исследования, приборы 124
6.2. Определение размера частиц металла и построение гистограмм численного распределения по размерам 124
6.3. Определение состава дисперсионной среды и дисперсной фазы 127
6.3.1. Определение концентрации ионов восстанавливаемых металлов 128
6.3.2. Определение концентрации полимеров в дисперсионной среде 129
6.3.3. Расчет состава дисперсной фазы 132
6.4. Определение заряда частиц золей. 134
6.5. Установление факта гидролиза лактамных циклов в поли-Ы-виниллактамах, стабилизирующих частицы меди, и определение концентрации гидролизованных звеньев 134
ЧАСТЬ III. Формирование дисперсной фазы в растворе полимера как способ получения нанокомпозитов полимер-металл с контролируемыми характеристиками и устойчивостью 142
Глава 7. Факторы, определяющие принципиальную возможность получения золей металлов с узким распределением наночастиц по размерам и длительной устойчивостью к агрегации и окислению металла 142
7.1. Влияние молекулярной массы полимера на характер дисперсной фазы и размер частиц металла, формирующихся при восстановлении ионов металла в растворе полимера 144
7.2. Влияние концентрации полимера в реакционной среде на размер формирующихся частиц металла, структурную организацию дисперсной фазы в золях и устойчивость к окислению металла 161
7.3. Влияние предварительного связывания ионов восстанвливаемого металла в комплекс с макромолекулами на формирование дисперсной фазы металла. 168
7.4. Характерные температурные интервалы синтеза золей металла с узким распределением частиц по размерам 175
Глава 8. Влияние условий на размер частиц металла, формирующихся в растворе полимера. Термодинамическая устойчивость комплексов макромолекула-наночастица металла. Природа нековалентных взаимодействий, стабилизирующих эти комплексы 177
8.1 Влияние температуры на устойчивость комплексов макромолекула-частица металла в водной среде 179
8.1.1. Формирование частиц металлов в присутствии ПВПД. 179
8.1.2. Формирование частиц меди в присутствии ПВК. 197
8.1.3. Формирование частиц меди в присутствии КПЭ. 203
8.2. Влияние дисперсионной среды на термодинамическую устойчивость комплексов макромолекула-частица металла. 214
8.2.1. Устойчивость комплексов частиц металла с макромолекулами в водно- солевых средах. 215
8.2.1.1. Система "медь-КПЭ-NaCl". 215
8.2.1.2. Системы "медь-неионогенный полимер-нейтральная соль" 233
8.2.2. Влияние гидрофобности цепей полимера и полярности среды на устойчивость комплекса макромолекула-частица металла. 241
Глава 9. Избирательность при взаимодействии макромолекул с наночастицами металла ..249
9.1. Конкуренция макромолекул ПЭИиПВПДза связывание с наночастицами меди. 251
9.2. Влияние температуры на проявление избирательности при взаимодействии наночастиц меди с макромолекулами двух полимеров 255
9.2.1. Конкуренция макромолекул двух неионогенных полимеров (ПВПД и ПВК) за связывание с наночастицами. 255
9.2.2. Конкуренция полиэлектролита КПЭ и неионогенного полимера ПВПД за связывание с наночастицам меди 262
9.3. Влияние ионной силы среды на проявление избирательности при взаимодействи наночастиц меди с макромолекулами ПВПД и КПЭ. 267
9.4. Сравнение экспериментальных данных по избирательности с результатами расчета степени избирательности в рамках модели псевдоматричных процессов 274
ЧАСТЬ IV. Исследование характера процессов в золях нанокомпозитов полимер-металл при длительном экспонировании 279
Глава 10. Обменные процессы в золях меди, сформированных в присутствии КПЭ 281
Глава 11. Каталитическая реакция гидролиза лактамных циклов в макромолекулах поли-N-
виниллактамов, стабилизирующих наночастицы меди 289
11.1. Связь устойчивости комплекса макромолекула-частица меди и принципиальной возможности протекания полимераналогичной реакции гидролиза поли-N-виниллактамов 292
11.2. Исследование механизма достижения высоких степеней конверсии поли-N- виниллактамов в реакции гидролиза (на примере ПВПД) 295
11.2.1. Влияние размера частиц меди и температуры на динамику гидролиза ПВПД 295
11.2.2. Влияние длины цепей ПВПД на динамику гидролиза. 298
11.2.3. Проявление избирательности во взаимодействиях наночастиц меди с макромолекулами ПВПД и гидролизованного ПВПД 304
11.2.4. Защита золя меди от разрушения в процессе катализа полимераналогичного превращения в макромолекулах ПВПД. 308
Выводы 310
Список литературы 313
Благодарности 333
