Диссертация

Диссертация посвящена исследованию поведения полимерных микрогелей в смесях несовместимых жидкостей. В работе изучается влияние температуры на скорость межфазной каталитической реакции, проходящей с участием термочувствительного микрогеля-катализатора, локализованного на межфазной границе. Кроме того, в работе исследуется набухание регулярных и полых полимерных микрогелей в ассиметричной смеси несовместимых жидкостей. В качестве основного инструмента исследований используется компьютерное моделирование методом диссипативной динамики частиц. Изучение микрогеля-катализатора на межфазной границе показало, что увеличение температуры и вызванное им ухудшение растворимости термочувствительного микрогеля в воде приводят к смещению сетчатой макромолекулы в фазу реагентов. Продемонстрировано, что смещение приводит к нелинейному росту числа контактов субстрата и реагентов, что объясняет нелинейную зависимость константы скорости реакции от температуры, наблюдаемую в эксперименте. Моделирование регулярных микрогелей в ассиметричных смесях несовместимых жидкостей позволило установить, что в такой смеси микрогели способны селективно поглощать минорную компоненту именно благодаря несовместимости жидкостей. В свою очередь, исследование полых микрогелей выявило ряд особенностей абсорбционного поведения таких сеток. Показано, что, в зависимости от концентрации минорной жидкости, поглощение может происходить оболочкой или полостью микрогеля. Продемонстрировано, что «мягкие» микрогели, характеризующиеся малой плотностью сшивки или большим размером полости, способны сильно деформироваться при поглощении минорной жидкости оболочкой. Сравнение полых и регулярных сетчатых макромолекул выявило, что полые макромолекулы обладают большей емкостью и сохраняют коллоидную стабильность при большей концентрации минорной жидкости. Результаты работы позволяют объяснить ряд экспериментальных результатов, а также открывают новые возможности для применения полимерных микрогелей, например, для создания систем очистки воды от нефти.