Математическое моделирование полимерных синтетических дисперсий медицинского назначения (стр. 4 из 4)
Выбор для синтеза полистирольных суспензий с узким распределением частиц по размерам нерастворимых в воде ПАВ был сделан из предположений о том, что инициировании полимеризации в их присутствии образование частиц будет происходит по одному механизму – из микрокапель мономера. Для этого необходимо было выбрать ПАВ, образующие прямые эмульсии мономера типа «масло в воде». Образование прямых эмульсий мономера в присутствии нерастворимых в воде ПАВ возможно, если они в своем составе содержали объемные заменители, способные образовывать на поверхности капель прочный межфазный слой за счет формирования структурно-механического фактора устойчивости.
В качестве таких ПАВ были использованы:
1. моноэфиры ароматических дикарбоновых кислот (МАФ),
2. ди-п- толил-о-карбалкокстфенилкарбинол (ДТК),
Ди-п- толил-о-карбалкокстфенилкарбинол показан на рис. 11.
Общая формула: C36H48O3
Структурная формула:
Рисунок 11. Структурная формула C36H48O3
Представляет собой продукт жидкофазного окисления кислородом вохдуха3,3- ди-(п-толил)-фталида и тетрадекана. ДТК практически нерастворим и хорошо растворим в стироле.
Согласно с данными исследования ДТК представляет собой смесь изомеров Mw=288.
3. кремний органичесике поверхностно-активные вещества различного строения, которые используются в качестве диспергаторов и модификаторов.
Моноалкилфталаты имеют следующие строения и различаются друг от друга содержанием гидрофобных групп в молекуле:
Рисунок 12. Структурная формула МАФ-1, МАФ-2
где n=10-МАФ-1;n=20- МАФ-2
МАФ-3-3,3- моноэфирдифенилметандикарбоновая кислота:
Рисунок 13. Структурная формула МАФ-3
Были исследованы более 100 объектов, такие как гистограммы, электромикрофотографии, а также были подобранны функции уравнения, используя экспериментальные данные при синтезе полистирола и применяя математический пакет TableCurve 2D.
Представлена ниже электронномикрофотогрвфия с узким гауссовским распределением глобул по размерам с гистограммой и подобранной функцией, использую математический пакет TableCurve 2D.
Таким образом, сопоставив электомикрофотографии с гистограммой, с помощью математического пакета, были подобранны соответствующие функции. (рис)
Распределение частиц полистирольной суспензии по размера при концентрации К2S2O8= 3,35*10-2 моль/л стирола
Гистограмма. Дисперстный состав эмульсий стирола при степени конверсии мономераДТК: р = 5%
Используя аналогичный подход, применяем его для электронномикрофотографию с широким гауссовским распределением.
Построение гистограмм занимает не мало времени, но зато, используя математический пакет TableCurve 2D подборка функций происходит автоматически в зависимости от условий выбора.
Дисперсный состав эмульсии стирола при времени перемешивания: при 30 минут
Рис. Дисперсный состав исходной эмульсии стирола
Продолжаем работу по сортировки глобул по размерам полистирола.
При различных условиях синтеза получается глобулы с различным диаметром частиц, в том числе рассматриваются и несимметричное распределение глобул по размерам (пуассоновского типа) показано на ниже.
Сортируя по размерам диаметра глобул полистирола необходимо отметить особенности данного распределения.
Под влиянием различных факторов (время, температура, концентрация) возможно преобладание крупных либо мелких размеров частиц. Подтверждение этому представлены электомикрофотографии.
Рис. Дисперсный состав исходной эмульсии стирола
Рис. Дисперсный состав эмульсии стирола, полученный в присутствии МАФ-3 степени конверсии: р=3%
Рис. Дисперсный состав эмульсий стирола, полученный в присутствии МАФ-3 степени конверсии: р = 12%
Рис. Гистограмма распределения частиц по размерам, полученных при полимеризации стирола
В работе было обработано большой массив экспериментальных данных в виде электроно-микрофотографий, гистограмм, изучены и подобранны виды функций, что позволило проанализировать дисперсность эмульсий в процессе полимеризации.
Изложенный подход был применен для подбора функций распределения глобул по размерам полидифенилдиацетилена с системой полисопряженных связей. Для низкомолекулярной фракции найдена хорошее совпадение с распределением глобул по размерам близкое к нормальному (гауссовому) распределению, что свидетельствует о слабом влиянии межмолекулярного взаимодействия на процесс формирования глобулярной структуры аморфата.
Заключение
В работе было обработано большой массив экспериментальных данных в виде электроно-микрофотографий, гистограмм, изучены и подобраны виды функций, что позволило проанализировать дисперсность эмульсий в процессе полимеризации, используя математический пакет TableCurve 2D.
На основе программы TableCurve 2D сконструированы графики данных функций.
Построены гистограммы распределения глобул полистирола по размерам из данных, представленных на электромикрофотографиях.