Термодинамика взаимодействия полисахаридов гуара, геллана и полиакриловой кислоты с водой и друг с другом : магистерская диссертация

Abstract

The water sorption of the films of polyacrylic acid, guar gum, gellan gum and PAA-guar, PAA-gellan mixtures of different compositions, prepared at 25°C and 70°C, was studied. The chemical potentials of water Δμ1, polymer component Δμ2, the average Gibbs energy of interaction of polymers and mixtures with water Δgm, the average Gibbs mixing energy of PAA and guar, PAA and gellan Δgx have been determined. It is established that the increase in the preparation temperature significantly enhances the films’ sorption capacity in relation to water. It is determined that the Gibbs mixing energy of polyacrylic acid with guar and gellan are negative for all component ratios (Δgx <0). The second derivative of Gibbs energy for PAA-guar mixtures has different signs, and in a wide range of concentrations of the mixture it is negative. This indicates the absence of compatibility and the formation of two-phase colloidal systems in mixtures of guar with PAA. In contrast to this for PAA-guar mixtures the second derivative of Gibbs energy is positive for all component ratios. This indicates the polymer compatibilityю The increase in the preparation temperature of mixtures leads to an increase in the interaction of the components in the two-phase system, which may be related to the reduction in size of the associates of macromolecules of guar in aqueous solutions.

Изучена равновесная сорбция паров воды пленками полиакриловой кислоты ПАК, гуара геллана и смесями ПАК-гуар разного состава, приготовленными при 25 °C и 70 °C. Рассчитаны разности химических потенциалов воды Δμ1, полимерных компонентов Δμ2, средние удельные энергии Гиббса взаимодействия полимеров и смесей с водой Δgm и друг сдругом Δgx. Установлено, что повышение температуры приготовления пленок значительно увеличивает их сорбционную способность по отношению к воде. Обнаружено, что энергии Гиббса смешения гуара и геллана с полиакриловой кислотой отрицательны при всех соотношениях компонентов (Δgx < 0). Вторая производная энергии Гиббса по составу имеет разные знаки, и для системы гуар – ПАК в широкой области концентраций смеси она отрицательна. Это свидетельствует об отсутствии совместимости и образовании двухфазных коллоидных систем в смесях гуара с ПАК. В противоположность этому для системы ПАК-геллан величина положительна во всей области составов. Это свидетельствует о совместимости полимеров. При этом повышение температуры приготовления смесей приводит к усилению взаимодействия компонентов в двухфазной системе, что может быть связано с уменьшением размеров ассоциатов макромолекул гуара в водных растворах при повышении температуры.