Анотація до роботи:

Михайлова І.В. Адсорбція катіонних поверхнево-активних речовин і білків та її вплив на стабільність суспензій високодисперсного кремнезему. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні. – Інститут хімії поверхні НАН України, Київ, 2003.

Дисертація присвячена вивченню адсорбційних властивостей високодисперсного кремнезему та стабільності його суспензій в присутності деяких фізіологічно активних речовин. Експериментально встановлено, що заповнення поверхні кремнезему молекулами катіонних ПАР (КПАР) – моно- і біс-четвертинних амонієвих сполук – відбувається одночасно на двох типах поверхневих центрів (заряджених і нейтральних), що відповідає моношаровій моделі адсорбції. Порушення агрегативної стійкості суспензій високодисперсного кремнезему відбувається як через нейтралізацію негативного заряду поверхні, так і в результаті флокулюючої дії КПАР. Адсорбція КПАР на високодисперсному кремнеземі може супроводжуватися агрегуванням молекул на поверхні, що призводить до зростання швидкості флокуляції суспензій.

Досліджено закономірності флокуляції суспензій високодисперсного кремнезему в присутності деяких альбумінів, гемоглобіну людини і желатини та встановлено, що в присутності білків стабільність суспензій кремнезему в цілому описується в рамках електростатичного механізму. При невисоких заповненнях поверхні і при рН, близьких до ізоелектричної точки кремнезему, концентраційні залежності швидкості флокуляції суспензій проходять через максимум: із збільшенням адсорбції білків одночасно з флокуляцією відбувається руйнування агрегатів частинок кремнезему, присутніх в суспензіях при невисоких рН. Характер флокулюючої дії сироваткових альбумінів залежить від способу їх одержання. Наявність домішок ліпідів, очевидно, обумовлює збільшення адсорбції білків і призводить до зростання швидкості флокуляції, особливо при високих рН в умовах електростатичного відштовхування від поверхні.

1. Експериментальне вивчення впливу адсорбції катіонних ПАР і водорозчинних білків на стабільность суспензій високодисперсного кремнезему показало, що взаємодія даних речовин з поверхнею кремнезему описується головним чином в рамках електростатичного механізму і призводить до флокуляції суспензій. Запропонований в роботі методичний підхід для оцінки ефективності флокуляції забезпечує точність і відтворюваність отриманих результатів.

2. Показано, що ізотерми адсорбції декаметоксину, етонію і броміду цетилтриметиламонію на високодисперсному кремнеземі мають вигляд ізотерм Ленгмюра при малих концентраціях катіонних ПАР. При концентраціях, близьких до відповідних критичних концентрацій міцелоутворення, спостерігається різке збільшення адсорбції етонію і броміду цетилтриметиламонію, що можна пов’язати з агрегуванням катіонних ПАР на поверхні сорбенту. При цьому адсорбція катіонних ПАР може відбуватися як на заряджених, так і нейтральних адсорбційних центрах в рамках моношарової моделі, особливо при невисоких значеннях рН.

3. Встановлено, що залежність швидкості флокуляції суспензій від концентрації катіонних ПАР характеризується наявністю максимуму. Порушення агрегативної стійкості суспензій відбувається як через нейтралізацію негативного заряду поверхні, так і в результаті флокулюючої дії КПАР.

4. Показано, що швидкість флокуляції суспензій високодисперсного кремнезему в присутності білків в загальному випадку зростає із збільшенням концентрації білка. При невисоких заповненнях поверхні і при рН, близьких до ізоелектричної точки кремнезему, концентраційні залежності швидкості флокуляції проходять через максимум. Методом лазерної кореляційної спектроскопії встановлено, що із збільшенням адсорбції білків одночасно з флокуляцією відбувається руйнування агрегатів частинок кремнезему, присутніх в суспензіях при низьких рН.

5. Встановлено, що характер флокулюючої дії сироваткових альбумінів залежить від способу їх здобування. Наявність домішок ліпідів, очевидно, обумовлює збільшення адсорбції білків і призводить до зростання швидкості флокуляції, особливо при високих рН в умовах електростатичного відштовхування від поверхні.

6. Показано, що електрофоретична рухливість частинок кремнезему з адсорбованим білком зростає в порівнянні з індивідуальними білковими молекулами або частинками кремнезему, що пов’язано зі збільшенням густини заряду в подвійному електричному шарі внаслідок адсорбції і призводить до інтенсивного перерозподілу частинок кремнезему за розмірами.