Высокомолекулярные соединения (серия А), 2021, T. 63, № 5, стр. 295-300

РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ РАССЛАИВАНИИ РАСТВОРА ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТ–АЦЕТОН–ГЕКСАН

В. Б. Федосеев *

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук (ИМХ РАН)
603137 Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49, Россия

* E-mail: vbfedoseev@yandex.ru

Поступила в редакцию 31.03.2021
После доработки 04.05.2021
Принята к публикации 27.05.2021

Аннотация

Размерные эффекты меняют свойства и поведение растворов полимера при фазовых превращениях. Это существенно усложняет построение фазовых диаграмм зависимостью фазового равновесия от объема, геометрической формы межфазных границ, состава смеси, появлением несуществующих в макросистемах метастабильных фаз. В работе описаны некоторые закономерности поведения трехкомпонентных полимерсодержащих растворов. Методами химической термодинамики смоделировано расслаивание смеси гексан–ацетон–ПММА с образованием структуры ядро–оболочка (core–shell) в каплях субмикронного радиуса. Состояние раствора описано уравнениями Флори–Хаггинса. Глобальное и метастабильные равновесные состояния определены поиском минимумов функции Гиббса, включающей поверхностную энергию межфазных границ. Показано, что уменьшение объема меняет область гетерогенности (повышает растворимость ПММА), равновесный состав сосуществующих фаз и приводит к появлению метастабильных состояний, отсутствующих в макрофазах. Описана область составов, в которой существует конкуренция между основными термодинамически выгодными core–shell состояниями (полимер в ядре, полимер в оболочке).

Список литературы

  1. Петров Ю.И. Физика малых частиц. М.: Наука, 1982.

  2. Qiu L., Zhu N., Feng Y., Michaelides E.E., Żyła G., Jing D., Zhang X., Norris P.M., Markides C.N., Mahian O. // Phys. Rep. 2020. V. 843. № 2. P. 1.

  3. Jabbareh M.A., Monji F. //Calphad. 2018. V. 60. P. 208.

  4. Ghasemi M., Zanolli Z., Stankovski M., Johansson J. // Nanoscale. 2015. V. 7. № 41. P. 17387.

  5. Satoh N., Nakashima T., Yamamoto K. // Sci. Rep. 2013. V. 3. P. 1959.

  6. Grünwald M., Lutker K., Alivisatos A.P. // Nanoletters. 2012. V. 13. № 4. P. 1367.

  7. Fedoseev V.B., Shishulin A.V., Titaeva E.K., Fedoseeva E.N. // Phys. Solid State. 2016. V. 58. № 10. P. 2095.

  8. Guisbiers G., Buchaillot L. // Phys. Lett. A. 2009. V. 374. № 2. P. 305.

  9. Yan Z., Taylor M.G., Mascareno A., Mpourmpakis G. // Nano Lett. 2018. V. 18. № 4. P. 2696.

  10. Shishulin A.V., Fedoseev V.B. // J. Eng. Phys. Thermophy. 2020. V. 93. № 4. P. 802.

  11. Shishulin A.V., Fedoseev V.B. // Tech. Phys. Lett. 2020. V. 46. P. 938.

  12. Calvo F. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. № 42. P. 27922.

  13. Талызин И.В., Картошкин А.Ю., Васильев С.А., Самсонов М.В., Самсонов В.М. // Физ.-хим. аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2019. № 11. P. 364.

  14. Park J., Lee J. // Calphad. 2008. V. 32. № 1. P. 135.

  15. Fedoseev V.B., Fedoseeva E.N. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2014. V. 88. № 3. P. 436.

  16. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. Л.: Химия, 1967.

  17. Tovbin Y.K. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2018. V. 92. № 1. P. 1.

  18. Shishulin A.V., Fedoseev V.B. // Tech. Phys. 2020. V. 65. № 3. P. 340.

  19. Paul D.R., Robeson L.M. // Polymer. 2008. V. 49. № 15. P. 3187.

  20. Rao J.P., Geckeler K.E. // Prog. Polym. Sci. 2011. V. 36. № 7. P. 887.

  21. Fedoseeva E.N., Fedoseev V.B. // Condens. Matter Interphases. 2020. № 22 (3). P. 397.

  22. Gawande M.B., Goswami A., Asefa T., Guo H., Biradar A.V., Peng D.-L., Zboril R., Varma R.S. // Chem. Soc. Rev. 2015. V. 44. № 21. P. 7540.

  23. Wu C., Ying A., Ren S. // Colloid Polym. Sci. 2013. V. 291. № 4. P. 827.

  24. Chesnokov S.A., Chechet Y.V., Yudin V.V., Abakumov G.A. // High Energ. Chem. 2019. V. 53. № 5. P. 413.

  25. Kovylin R.S., Vlasova O.V., Baten’kin M.A., Kulikova T.I., Chesnokov S.A. // Russ. Chem. Bull. 2019. V. 68. № 9. P. 1748.

  26. Lenshina N.A., Arsenyev M.V., Baten’kin M.A., Chesnokov S.A. // Russ. Chem. Bull. 2019. V. 68. № 9. P. 1741.

  27. Yilmaz L., McHugh A.J. // J. Appl. Polym. Sci. 1986. V. 31. № 4. P. 997.

  28. El-Gendi A., Abdalla H., Ali S. // Aust. J. Basic Appl. Sci. 2012. V. 6. № 5. P. 62.

  29. Chalykh A.E., Gerasimov V.K. // Russ. Chem. Rev. 2004. V. 73. № 1. P. 59.

  30. Lai J.Y., Lin S.F., Lin F.C., Wang D.M. // J. Polym. Sci., Polym. Phys. 1998. V. 36. № 4. P. 607.

  31. Wei Y.M., Xu Z.L., Yang X.T., Liu H.L. // Desalination. 2006. V. 192. № 1–3. P. 91.

  32. Nivedita S., Ahamed D., Joseph S. // J. Mater. Sci. 2020. V. 55. № 13. P. 5431.

  33. Fedoseev V.B. // Tech. Phys. Lett. 2021. V. 47. № 2. P. 135.

  34. Kaptay G. // J. Mater. Sci. 2012. V. 47. № 24. P. 8320.

  35. Аскадский А.А., Размадзе Т.Р. // Высокомолек. соед. А. 1991. V. 33. № 5. P. 1141.

  36. Чалых А.Е., Бусыгин В.Б., Степаненко В.Ю. // Высокомолек. соед. Б. 1999. V. 41. № 11. P. 1843.

  37. Fedoseev V.B. // Phys. Solid State. 2015. V. 57. № 3. P. 599.

  38. Vshivkov S.A. // Polymer Science A. 2009. V. 51. № 8. P. 858.

Дополнительные материалы отсутствуют.