На сучасному етапі здійснено значне число хімічних перетворень в присутності активних центрів твердої поверхні. В результаті хімічного модифікування поверхні вдалось утворити нові практично важливі, високо специфічні адсорбенти, селективні загущувачі дисперсних середовищ [6].

Розглянемо шляхи закріплення полімерів на поверхні кремнезему. Найпростішим варіантом модифікування є адсорбція органічних полімерів на поверхні мінерального носія. Для підвищення стабільності дії таких систем запропоновано проводити зшивку адсорбованих олігомерів бі- і поліфункціональними агентами.

Одним з найбільш загальних шляхів синтезу полімерів є полімеризація мономерів на поверхні немодифікованого кремнезему або кремнеземів, які містять привиті ініціатори радикальної полімеризації, зокрема пероксиди, або ненасичені сполуки типу вінілтрихлорсилану.

Суттєвим для розуміння структури привитого шару таких мономерів є те, що лише незначна доля силанольних груп поверхні, або привитих кремнійорганічних сполук виступає в якості ініціаторів росту полімерного ланцюга.

Таким чином, проходить острівкове модифікування поверхні, а для повного покриття поверхні органічним полімером необхідна велика кількість модифікатора.

На початковій стадії полімеризації утворюються лінійні макромолекули з вузьким молекулярно – масовим розподілом, при підвищенні конверсії збільшується вклад процесів передачі ланцюга на полімер, які приводять до розгалуження макромолекул і різкому розширенню молекулярно – масового розподілу. Необхідно зауважити, що при багатьох реакціях полімеризації на поверхні кремнезему не виникають ковалентні зв’язки між полімером і носієм, тобто модифікований шар утримується на поверхні за рахунок адсорбційних сил або геометричних факторів.

Питання про стан молекул на границі розділу фаз, зокрема при їх адсорбційному чи ковалентному закріпленні на поверхні, є об’єктом теоретичного вивчення вже більше 20 років.

В основному, аналізуються два крайні випадки: конформація полімерного ланцюга і конформація адсорбованого полімера, міцно закріпленого одним краєм на поверхні при відсутності інших видів взаємодії з носієм.

Значний інтерес представляють дані по густині привитого шару. Відомо, що привитий шар складається з трьох областей. За тонким шаром, приріпленого до поверхні і який характеризується пониженою концентрацією ланок, розташована протяжна область з постійною густиною ланок, яка розглядається як система щільно упакованих блоків. За цією областю щільність упаковки падає до нуля [8, 9].

Дані показують на те, що зв’язки С – С поблизу поверхні знаходяться переважно в транс – конформації і ці ділянки ланцюга характеризуються пониженою рухливістю, згорнуті гош – ізомери сконцентровані у протилежних краях, які мають підвищену свободу руху і можуть згинатись в просторі. По аналогії з описаним вище можна говорити про те, що подібні привиті макромолекули складаються із шарів з міцною і лабільною структурами.

Полімеризація мономеру :

Полімеризація акриламіду здійснюється під дією окисно – відновних ініціаторів 2- персульфату калію – K2 S2 O8 і гідросульфіту натрію – Na2 S2 O4 по реакції:

S2 O-2 8 + S2 O-2 4 + 4OH- > 2 SO-2 2 + 2 SO-2 3 + 2H2O

Постадійно:

1. S2 O2- 8 > 2 SO2- 4 крім цього утворюються вільні радикали:

2. 2 SO2- 4 + 2H2O > 2HSO- 4 + 2OH- , які потім на наступній стадії реагують з розчинником [10].

Утворені іони OH- ініціюють молекули акриламіду, в результаті чого протікає процес полімеризації акриламіду:

Температура не більше 700С

CH2 = CH + OH- > HO – CH2 – CH –

¦ ¦

C = O C = O

¦ ¦

NH2 NH2

OH – CH2 – CH - + CH2 = CH > HO – CH2 – CH – CH2 - CH- …

¦ ¦ ¦ ¦

C = O C = O C = O C = O

¦ ¦ ¦ ¦

NH2 NH2 NH2 NH2

По закінченню утворення активних молекул АА на почату процесу полімеризації надлишок іонів ОН- нейтралізується іонами:

Час процесу від 2 до 7 годин при температурі 35-450С. Кінець полімеризації визначається по закінченню підвищення температури.

Обрив ланцюга наступає в результаті приєднання до зростаючої молекули другого макро- радикала:

OH – CH2 – CH - CH2 - CH - …+ - CH – CH2 - CH- CH2 – OH>

¦ ¦ ¦ ¦

C = O C = O C = O C = O

¦ ¦ ¦ ¦

NH2 NH2 NH2 NH2

> OH – CH2 – CH - CH2 - CH - … - CH – CH2 - CH- CH2 – OH

¦ ¦ ¦ ¦

C = O C = O C = O C = O

¦ ¦ ¦ ¦

NH2 NH2 NH2 NH2

В результаті взаємодії макрорадикалів з інгібіторами присутніми в акриламіді :

або в результаті реакції диспропорціонування :

CH2 – CH - CH2 - CH - > CH2 – CH = CH- CH2

¦ ¦ ¦ ¦

C = O C = O C = O C = O

¦ ¦ ¦ ¦

NH2 NH2 NH2 NH2

2.5.Технологічні аспекти процесу одержання ПАА.

Одержання ПАА в дослідно – промислових масштабах полягає в присутності сірчаної кислоти, нейтралізація омиленого продукту вапняним молоком, фільтрації від гіпсу і подальшої полімеризації водного розчину акриламіду в лужному середовищі при допомозі окисно – відновних ініціаторів [1].

Існують чотири способи виробництва:

вапняний;

аміачний ;

спосіб іонообмінних смол;

одержання сухого ПАА.

1.Суть вапняного способу виробництва ПАА полягає в тому, що нейтралізацію