Monografia jest obszernym opracowaniem wymienionego w tytule zagadnienia, a zarazem kompetentnym podsumowaniem dorobku autora w tej dziedzinie badań. Pierwszym zagadnieniem, które porusza autor była kinetyka agregacji makrocząsteczek i nanocząsteczek. Istotnym obszarem pracy są również studia dotyczące osiągania przez układ stanów równowag adsorpcyjnych makrocząsteczka-cząstka. Niniejsza praca w znaczący sposób przybliża i rozstrzyga wiele problemów związanych z oddziaływaniami zachodzącymi między nanocząsteczkami a liniowym PWSS. Zawartość treściowa pracy: Wykaz opracowań i skrótów; Przedmowa; Wprowadzenie; Cel i zakres pracy; Ogólna charakterystyka badanych układów; Kinetyka agregacji pomiędzy makrocząsteczkami i nanocząstkami; Izotermy adsorpcji; Budowa multipletów; Stabilność kolidalna układów nanocząstki-PWSS; Podsumowanie; Dodatek - metodyka pomiarów; Literatura oraz streszczenie w języku angielskim.

The Behavior of Systems Composed of Nanosized Particles and Very-High-Molecular Weight Linear Polymers

The introduction of a very-high-molecular weight polymer to a suspension of nanosized particles can result in the formation of multiplets, that is entities composed of a number of particles attached to a single macromolecule. The book reports results of a comprehensive study of the formation and structure of multiplets and of the effect of multiplet formation on the colloid stability. The work deals with both the experimental and theoretical studies. In particular, the kinetic aspects of multiplet formation were studied in the system consisting of PAAm and gold particles suspended in aqueous medium. On the basis of analysis of the distribution of the particles among the macromolecules in the case of both reversible and irreversible particle-polymer attachment, the theoretical isotherms of the adsorption of very long polymer chains on nanoparticles were obtained and confronted with experimental results collected for the system PAAm - silver iodide hydrosol. The method of computer simulation in a three-dimensional cubic lattice was used to study the structure and entropy of very long polymer chains in the presence of nanoparticles. The results of simulation were used to predict some details of multiplet structure. On the basis of the experimental results and those of computer simulations of the processes of aggregation between colloidal particles and polymer molecules, a model of the polymer flocculation, based on the analysis of sedimentation of single multiplets, was proposed. The model has been successfully applied to describe the polymer flocculation in real systems.

Spis treści:

Wykaz oznaczeń i skrótów stosowanych w pracy
Przedmowa

1. Wprowadzenie
1.1. Terminologia
1.2. Wpływ polimerów na stabilność suspensji koloidalnych
1.2.1. Polimery ulegające adsorpcji
1.2.2. Polimery nieulegające adsorpcji
1.3. Wpływ promienia krzywizny cząstek na adsorpcję polimeru
1.4. Adsorpcja w układzie nanocząstki-makrocząsteczki PWSS
1.5. Powstawanie i budowa multipletów
1.6. Stabilność suspensji koloidalnych zawierających nanocząstki oraz makrocząsteczki PWSS
1.7. Specyficzne właściwości układów zawierających nanocząstki i PWSS

2. Cel i zakres pracy

3. Ogólna charakterystyka badanych układów
3.1. Hydrozole
3.1.1. Hydrozol jodku srebra
3.1.2. Hydrozol złota
3.2. Poliakryloamid

4. Kinetyka agregacji pomiędzy makrocząsteczkami i nanocząstkami
4.1. Próg działania ochronnego PAAm wobec hydrozolu złota
4.2. Właściwości optyczne układu PAAm-hydrozol złota
4.3. Początkowy etap agregacji
4.4. Agregacja w pobliżu stanu nasycenia multipletów
4.5. Skład multipletów w pobliżu stanu nasycenia
4.6. Procesy powolne - zmiany strukturalne i asocjacja multipletów

5. Izotermy adsorpcji
5.1. Krótkie wprowadzenie
5.2. Adsorpcja odwracalna
5.3. Adsorpcja pseudonieodwracalna
5.4. Izotermy adsorpcji w układzie PAAm-cząstki jodku srebra
5.5. Izotermy adsorpcji w układzie micelarnym

6. Budowa multipletów
6. 1. Rozmieszczenie cząstek wzdłuż łańcucha
6.2. Entropia konformacyjna łańcucha w obecności cząstki koloidalnej
6.2.1. Krótkie wprowadzenie
6.2.2. Entropia łańcucha w obecności nieadsorbującej się cząstki
6.2.3. Entropia łańcucha zakotwiczonego jednym końcem na powierzchni cząstki koloidalnej
6.3. Usytuowanie cząstki w kłębku polimerowym
6.4. Gęstość energii adsorpcji
6.5. Rozkład gęstości luk we wnętrzu kłębka polimerowego
6.6. Dyfuzja cząstki we wnętrzu kłębka polimerowego
6.7. Tworzenie się multipletów
6.8. Odwracalność adsorpcji w układzie nanocząstki-makrocząsteczki PWSS

7. Stabilność koloidalna układów nanocząstki-PWSS
7.1. Wpływ PAAm na stabilność hydrozolu jodku srebra
7.2. Wpływ PAAm na stabilność hydrozolu złota
7.3. Model stabilności suspensji koloidalnej, w której zachodzi odwracalne przyłączanie nanocząstek do makrocząsteczek
7.4. Symulacja procesów dyfuzji i nieodwracalnego przyłączania cząstek do makrocząsteczek
7.5. Model flokulacji nanocząstek przez PWSS
7.5.1. Związek pomiędzy zjawiskiem sedymentacji a stabilnością układu koloidalnego
7.5.2. Związek między właściwościami multipletu a jego zdolnością do sedymentacji
7.5.3. Dyfuzja cząstki należącej do luźnego multipletu
7.5.4. Współczynnik stabilności suspensji jednakowych multipletów
7.5.5. Wpływ niejednorodności rozkładu cząstek pomiędzy makrocząsteczki na wartość współczynnika stabilności
7.5.6. Zależność współczynnika stabilności od wybranych parametrów charakteryzujących suspensję koloidalną
7.5.7. Porównanie modelu flokulacji polimerowej z eksperymentem

Podsumowanie

Dodatek - metodyka pomiarów
1. Wyznaczanie progu działania ochronnego PAAm
2. Pomiar szybkości koagulacji hydrozolu złota
3. Wyznaczanie izotermy adsorpcji PAAm na cząstkach AgI
4. Określanie stabilności układu koloidalnego PAAm-hydrozol AgI
5. Określenie wpływu sposobu mieszania zolu z roztworem polimeru na wydajność flokulacji

Literatura
The Behavior of Systems Composed of Nanosized Partieles and Very-High-Molecular Weight Linear Polymers - Summary