Влияние частиц магнетита и ассоциирующего полимера на реологические свойства растворов мицеллярных цепей ионогенных поверхностно-активных веществ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.06, кандидат наук Плетнева, Вера Анатольевна

• Плетнева, Вера Анатольевна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Плетнева, Вера Анатольевна

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ_2

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ_4

ВВЕДЕНИЕ_5

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР_9

1.1. Поверхностно-активные вещества и их свойства_9

1.2. Цилиндрические мицеллы ПАВ_12

1.3. Теоретическая модель Кейтса для описания вязкоупругих свойств растворов ПАВ_13

1.4. Вязкоупругие свойства и их исследование реологическими методами_16

1.5. Экспериментальное исследование вязкоупругих свойств растворов ПАВ _22

1.5.1. Влияние концентрации ПАВ_22

1.5.2. Влияние соли_26

1.5.3. Влияние температуры_29

1.5.4. Влияние полимера_31

1.5.5. Влияние наночастиц_35

1.6. Постановка задачи_39

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ_42

2.1. Объекты исследования _42

2.2. Методы исследования_48

2.2.1. Реологический метод исследования_48

2.2.1.1. Оборудование_48

2.2.1.2. Методика измерения_51

2.2.1.3. Приготовление образцов_58

2.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия_59

2.2.2.1. Оборудование_59

2.2.2.2. Приготовление образцов_61

2.2.3. Сканирующая электронная микроскопия_62

2.2.3.1. Оборудование_62

2.2.3.2. Приготовление образцов_63

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ_64

3.1. Суспензии на основе вязкоупругого ПАВ и противоположно заряженных неорганических частиц_64

3.1.1. Исследуемые системы_64

3.1.2. Методика приготовления суспензий_64

3.1.3. Стабильность суспензий _67

3.1.4. Реологические свойства_70

3.1.5. Влияние неоднородного магнитного поля_86

3.1.6. Влияние однородного магнитного поля_91

3.2. Растворы на основе вязкоупругого ПАВ и гидрофобно модифицированного полимера_99

3.2.1. Исследуемые системы_99

3.2.2. Влияние температуры_100

3.2.2.1. Комнатная температура_100

3.2.2.2. Повышенная температура_105

3.2.3. Влияние содержания гидрофобных звеньев полимера_110

3.2.4. Влияние концентрации полимера_113

ВЫВОДЫ_117

БЛАГОДАРНОСТИ_119

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ПАВ поверхностно-активное вещество

ГРП гидроразрыв пласта

ГМ гидрофобно модифицированный

ККМ критическая концентрация мицеллообразования

ПМУ параметр молекулярной упаковки

ЭГАХ эруцил-бис(гидроксиэтил)метиламмоний хлорид

пэм просвечивающая электронная микроскопия

крио-ПЭМ криогенная просвечивающая электронная микроскопия

ПЭГ полиэтиленгликоль

ППГ полипропиленгликоль

ПАА полиакрил амид

ЦТАБ цетилтриметиламмоний бромид

ЦТАТ цетилтриметиламмоний тозилат

СЭМ сканирующая электронная микроскопия

АА акриламид

АН акрилат натрия

ДСН додецилсульфат натрия

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние частиц магнетита и ассоциирующего полимера на реологические свойства растворов мицеллярных цепей ионогенных поверхностно-активных веществ»

ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия появилось много экспериментальных [1-8] и теоретических работ [1-3,8-13], посвященных поведению полимероподобных цилиндрических мицелл (мицеллярных цепей) поверхностно-активных веществ (ПАВ) в растворе. Такие мицеллы, достигающие в длину нескольких десятков микрон, способны переплетаться между собой с образованием физической сетки зацеплений [7]. Это придает растворам ПАВ вязкоупругие свойства [1-6], аналогичные тем, которые наблюдаются в полуразбавленных растворах полимеров. В связи с этим такие ПАВ называют вязкоупругими. В отличие от полимерных цепей, молекулы в мицеллах связаны слабыми нековалентными взаимодействиями, поэтому мицеллы способны постоянно разрываться и рекомбинировать. Это дает им существенные преимущества по сравнению с полимерными системами. Во-первых, свойства физической сетки, построенной из мицеллярных цепей, являются намного более восприимчивыми к воздействию внешних факторов, чем свойства полимерных сеток [5,14-19]. Во-вторых, если в растворах полимеров возможно необратимое разрушение структуры при достаточно сильном изменении температуры или при больших напряжениях, то процесс разрушения структур, формируемых ПАВ, обратим: при восстановлении начальных условий молекулы вновь самоорганизуются, и растворы приобретают исходные свойства.

Таким образом, растворы длинных цилиндрических мицелл ПАВ представляют собой новый тип высоко восприимчивых «умных» систем, что объясняет большой интерес к ним и, благодаря способности резко увеличивать вязкость растворов, обеспечивает их применение во многих отраслях промышленности (в производстве чистящих веществ и косметики [20], в пищевой и нефтедобывающей промышленности [21] и т.д.). В частности, растворы мицеллярных цепей используются в нефтедобыче для стабилизации суспензии

частиц песка или керамических частиц (проппанта) в жидкостях для гидроразрыва пласта (ГРП), служащих для создания полостей в нефтеносном слое и дальнейшего их заполнения с целью существенного увеличения площади сбора нефти [22,23]. Такая среда должна обладать высокой проницаемостью по отношению к нефти, что обеспечивается благодаря способности мицеллярных цепей ПАВ разрушаться в результате абсорбции углеводорода [5,16,17,22].

Однако вязкоупругие растворы ПАВ имеют и недостатки: их более широкое использование ограничено тем, что они имеют недостаточно высокие реологические характеристики (вязкость, модуль накоплений на плато). Кроме того, они теряют свои вязкоупругие свойства при нагревании из-за резкого уменьшения средней длины мицеллярных цепей [5,24-31]. Устранение этих недостатков особенно важно для применения вязкоупругих ПАВ в нефтедобыче, поскольку температура в нефтеносном слое может варьироваться от 20 до 150 °С в зависимости от глубины скважины и региона добычи.

В связи с этим возникает необходимость разработать новые подходы для увеличения реологических характеристик растворов ПАВ, сохранив при этом их положительное свойство, связанное с восприимчивостью. Добиться этого можно путем введения различных веществ, взаимодействующих с мицеллами и делающих сетку из переплетенных мицеллярных цепей более прочной.

Одним из способов повышения прочности мицеллярных сеток является введение неорганических коллоидных частиц. В последние годы было опубликовано всего несколько работ, в которых к вязкоупругим ПАВ добавляли неорганические частицы [32-35]. В большинстве из этих исследований были использованы частицы, имеющие такой же заряд, как и цилиндрические мицеллы [33-35], потому что в этом случае гораздо проще избежать фазового расслоения в системе. Было показано, что добавление наночастиц в разбавленные растворы мицелл придаёт системам вязкоупругость [34], а добавление частиц в полуразбавленные растворы, уже

обладающие свойством вязкоупругости, приводит к увеличению вязкости, модуля упругости и времени релаксации [33,34]. Эти эффекты были объяснены присоединением мицелл ПАВ торцевыми частями к частицам, что приводит к эффективному удлинению и/или сшиванию мицеллярных цепей.

Можно полагать, что использование противоположно заряженных частиц более перспективно, так как позволит обеспечить более сильное взаимодействие между компонентами. Особый интерес представляет случай, когда добавляемые частицы не только повышают реологические характеристики системы, но и придают ей новые свойства, например, восприимчивость к магнитному полю [36]. Для этой цели в настоящей работе были выбраны частицы магнетита. Чтобы получить сильный магнитный отклик, были использованы достаточно крупные частицы субмикронного размера (250 им). Таким образом, в результате суспензию можно рассматривать как новый тип магнитореологической жидкости (т.е. жидкости, содержащей субмикрон-микронные магнитные частиц, диспергированные в немагнитной жидкости-носителе) [37,38].

Другой подход к повышению прочности мицеллярных сеток состоит в добавлении полимерных цепей [5,16,17,24,25,31,39-49], имеющих боковые гидрофобные группы, встраивающиеся в ядра мицелл. В предыдущих исследованиях показано, что такие полимеры способны вызвать существенное повышение вязкости и модуля упругости мицеллярных сеток [5,16,17, 24,25,39,40]. Можно ожидать, что добавление полимера не только увеличит реологические характеристики системы, но и расширит интервал температур, в котором сохраняются их высокие значения, так как полимерные цепи, образованные прочными ковалентными связями, более устойчивы к нагреванию. В связи с этим в настоящей работе основное внимание будет уделено исследованию влияния температуры на реологические свойства полимерно-мицеллярных сеток.

Таким образом, целью работы является модификация свойств растворов вязкоупругого ПАВ путем добавления противоположно заряженных частиц магнетита и цепей гидрофобно модифицированного полимера с целью улучшения реологических характеристик системы и придания ей новых свойств: способности реагировать на магнитное поле и устойчивости к нагреванию.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Поверхностно-активные вещества и их свойства

Молекулы ПАВ являются амфифильными, так как они состоят из двух частей: гидрофильной и гидрофобной (рисунок 1.1). Гидрофильная часть содержит полярную или заряженную группу (головка), гидрофобная - незаряжена и содержит обычно 8—20 атомов углерода (хвост). Благодаря этому молекулы ПАВ способны к самоорганизации в воде. Поскольку контакт с водой для гидрофобных групп термодинамически невыгоден, молекулы ПАВ ориентируются на поверхности воды так, чтобы уменьшить контакт водного раствора и гидрофобной части ПАВ, т.е. гидрофильные части остаются в воде, гидрофобные выходят наружу. Это приводит к существенному уменьшению поверхностного натяжения. При концентрации ПАВ выше критической концентрации мицеллообразования (ККМ) в объеме раствора образуются мицеллы: молекулы ПАВ собираются в группы таким образом, что гидрофобные части оказываются внутри мицеллы (ядре), а поверхность мицеллы образуют гидрофильные части [50-54]. Таким образом, движущей силой мицеллообразования является гидрофобное взаимодействие неполярных групп. Наличие гидрофильных групп препятствует дальнейшей агрегации молекул и переходу от мицеллярного раствора к макрофазному разделению. Мицеллообразование, как и адсорбция ПАВ на границах раздела фаз, приводит к уменьшению свободной энергии, т.е. является термодинамически выгодным процессом. Форма образующихся мицелл определяется результатом конкуренции гидрофобного притяжения и электростатического отталкивания. Размер и форма мицелл зависят от геометрии молекул ПАВ, заряда, концентрации ПАВ в растворе, а также от физико-химических условий, таких как рН, температура и присутствие электролитов в растворе.

заряженная головка

гидрофобный хвост Рисунок 1.1. Схематическое изображение амфифильной молекулы ПАВ.

Можно оценить, какая форма упаковки молекул в мицелле является преимущественной, при помощи параметра молекулярной упаковки (ПМУ) [55]. Параметром молекулярной упаковки СР называется величина, определяемая формулой:

СР = у/Ца), (1Л)

где V - объем гидрофобной части ПАВ, /- длина вытянутой гидрофобной части, а-эффективная площадь поверхности мицеллы, приходящаяся на одну молекулу ПАВ (не площадь гидрофильной головки ПАВ).

V

В формуле (1.1) величина «у» определяется химическим строением молекулы

ПАВ, а- их взаимодействием с соседними молекулами. Форма мицелл зависит от величины ПМУ (таблица 1.1). Рассмотрим сферическую мицеллу. Пусть /? - радиус ядра, g - агрегационное число (количество молекул ПАВ в одной мицелле), тогда

объем ядра V = = ~~~ > площадь поверхности ядра А = ga - 47гЯ2. Отсюда

Зу

можно получить, что для сферической мицеллы Я = —. Радиус гидрофобного ядра

а

мицеллы близок к длине полностью вытянутой углеводородной цепи: Я < /0. Отсюда

для сферических мицелл должно выполняться условие: 0 < — < —. Аналогично

а1 3

получены геометрические соотношения для цилиндрических мицелл (Таблица 1.1).

Таблица 1.1. Геометрические соотношения для различных форм мицелл [55].

Величины Форма мицеллы

0

Объем мицеллы V = gv 4лК3/3 7тЯ~

Площадь поверхности мицеллы Л = ga 4 яЯ2 2 лЯ

Эффективная площадь поверхности, приходящаяся на одну молекулу а 3 у/К

ПМУ СР=у/(1а) 0<— <1/3 а1 1/3<—<1/2 а\

Максимальное агрегационное число g о макс Ы'/ЪУ л/2/у

Агрегационное число g О3 (2 V/«/)2

величины V, А, g и gмaкc относятся ко всей сфере или единице длины цилиндра, gsш¡:c - максимально возможное агрегационное число для данной геометрии, основанное на ограничении: при полностью заполненном ядре, его радиус не может быть больше длины гидрофобной части /, Я - радиус сферической или цилиндрической мицеллы.

Таким образом, форма мицелл зависит от структуры используемого ПАВ, а также может быть изменена, если повлиять на взаимодействие гидрофильных частей на поверхности мицеллы. Сферическая мицелла имеет меньшие агрегационные числа, в цилиндрической мицелле молекулы плотнее упакованы, параметр а меньше. Цилиндрическая мицелла состоит из центральной цилиндрической и торцевых полусферических частей, поэтому длина мицелл в растворе определяется балансом двух форм агрегации.

1.2. Цилиндрические мицеллы ПАВ

Для ПАВ, имеющего относительно длинный хвост, обычно более 16 атомов углерода, чтобы обеспечить достаточно сильное гидрофобное притяжение, можно получить цилиндрические мицеллы из сферических, добавляя в раствор низкомолекулярную соль [31,56-60]. Соль в растворе диссоциирует на ионы, которые экранируют электростатическое отталкивание гидрофильных групп на поверхности мицеллы. В результате заряженные группы могут подойти ближе друг к другу, уменьшая параметр а и, соответственно, площадь контакта гидрофобных частей с водой, тогда цилиндрическая упаковка становится выгоднее, чем сферическая. Таким образом, происходит переход к более плотной упаковке молекул, образуются цилиндрические мицеллы.

Если в растворе уже существуют цилиндрические мицеллы, то добавление низкомолекулярной соли вызывает увеличение их длины. Действительно, цилиндрические мицеллы состоят из центральной плотноупакованной цилиндрической части и торцевых полусферических частей. При увеличении концентрации соли доля более плотноупакованной области увеличивается, а доля торцевой сферической части уменьшается, следовательно, длина цилиндрических

мицелл становится больше. Длина цилиндрических мицелл может достигать нескольких десятков микрон [61].

При такой длине мицеллы обладают гибкостью за счет тепловых колебаний молекул, поэтому в растворе цилиндрические мицеллы ведут себя подобно полимерным цепям. При относительно высоких концентрациях ПАВ (0,1-0,5 вес.%) они образуют сетку топологических зацеплений, в результате чего раствор приобретает вязкоупругие свойства.

1.3. Теоретическая модель Кейтса для описания вязкоупругих свойств

растворов ПАВ

Для описания вязкоупругих свойств растворов переплетенных мицеллярных цепей, способных (в отличие от полимерных цепей) многократно и обратимо разрываться в процессе рептации, Кейтсом предложена модель, основанная на теории рептации полимеров [9]. Она базируется на следующих основных принципах: (1) мицеллярные цепи перемещаются друг относительно друга путем рептации так, что отдельная цепь проползает, подобно змее, в эффективной трубке, образованной зацеплениями соседних мицелл, (2) в растворе постоянно происходят разрыв и рекомбинация мицелл, поскольку молекулы в мицеллах связаны слабыми нековалентными взаимодействиями [62,63], причем рекомбинация происходит в том числе с соседними мицеллами так, что рептационная трубка может обновляться.

Концентрация мицелл длины Ь задается выражением [12,64]:

I

где Ь - средняя длина мицелл.

Следовательно, мнцеллярные цепи имеют широкое распределение по длинам. Средняя длина мицелл Ь в приближении для гауссовой цепи определяется из выражения [12, 64]

где С - концентрация (объёмная доля) ПАВ в растворе, Е - энергия разрыва, то есть избыток свободной энергии двух полусферических торцевых частей мицелл по сравнению с цилиндрической частью при равном количестве молекул, к- постоянная Больцмана, Т- абсолютная температура. Таким образом, длина мицелл растет с концентрацией ПАВ, но еще сильнее она зависит от энергии разрыва, которая определяется взаимодействием молекул. Данные формулы получены для сильно экранированных мицеллярных цепей ионогенных ПАВ или нейтральных цепей.

Для заряженных мицелл ПАВ в присутствии малого количества соли в работе Макинтоша теоретически было показано, что в области разбавленного режима осуществляется более медленный рост, чем для нейтральных мицелл, а в области полуразбавленного режима, когда длины мицелл становятся сравнимы с длиной экранировки электростатических взаимодействий - более быстрый рост мицелл [65].

Теоретические значения величины энергии разрыва достаточно невысоки (1025 кТ) и близки к энергии теплового движения молекул, поэтому связи в мицелле лабильные [64]. В результате величиной длины мицеллы можно легко управлять изменением внешних условий или состава растворителя.

В рептационной модели с учетом обратимых разрывов мицеллярных цепей ПАВ выделяют 2 характерных времени: время рептации трепт и время разрыва (время жизни) тртр мицеллярных цепей. Время рептации трепт соответствует времени, необходимому для выползания мицеллярной цепи средней длины Ь из трубки, "стенки" которой образованы соседними мицеллярными цепями (т.е. времени рептации неразрываемой цепи средней длины Ь )

£ ~ с0-5 ехр(Е/2кТ) I ~ С0,6 ехр(Е/2кТ)

для разбавленных растворов (С<С*), для полуразбавленных растворов (ОС*),

(1.3)

(1.4)

1репт

где ф- объёмная доля ПАВ.

Время разрыва тразр соответствует среднему времени между двумя разрывами мицеллы длины Ь . Время разрыва мицеллы тразр обратно пропорционально ее длине

Г:

где кразр - константа химического релаксационного процесса обратимого внутримицеллярного разрыва, зависящая от природы ПАВ и температуры, но не зависящая от концентрации ПАВ [9].

Свойства растворов, образованных цилиндрическими мицеллами, зависят от соотношения характерного времени жизни мицеллы и времени рептации. В зависимости от этого соотношения можно выделить два реологических режима поведения вязкоупругого раствора ПАВ.

Если мицеллы относительно короткие, время жизни большое, т.е. за время рептации они не успевают разорваться трепт«тразр, то они ведут себя подобно неразрывным полимерным цепям. Преобладающим механизмом релаксации напряжения является рептация цепей вдоль эффективных трубок, образованных зацеплениями соседних цепей. Такой режим называют режимом «неразрывных» мицеллярных цепей. В этом режиме процесс релаксации напряжения характеризуется широким спектром времён.

Другая ситуация реализуется в случае относительно длинных цепей, если Трепт>>Тразр, и мицеллярные цепи многократно разрываются и рекомбинируют за время рептации. В литературе этот режим называют режимом «живущих» цепей, и в этом случае релаксация напряжения a(t) в системе происходит по моноэкспоненциальному закону

Тпазп 1/кпазп L

(1.5)

1разр

разр L 1

о(0 = аое'/т-\ (Ь6)

где Трел - время релаксации.

Поскольку цепь разрывается и рекомбинирует, причем как сама собой, так и с соседними мицеллами, теряется информация как о ее первоначальной длине, так и о трубке, в которой она находилась. В результате релаксационные процессы усредняются до процесса релаксации цепи средней длины. Система характеризуется одним временем релаксации, которое равно

~ 4Тг™гТг*™ • О-^)

Для указанных выше режимов поведения вязкоупругих растворов ПАВ теоретически были получены различные концентрационные зависимости вязкости Чо[ 66]:

7о ~ С5,3 для режима «неразрывных» цепей (трепт«тразр),

С1-8)

7о ~ С • для режима «живущих» цепей (трепт>> тразр).

Зависимость, соответствующая режиму «живущих» цепей, нашла своё экспериментальное подтверждение во многих работах [11,25,55,56-59,67-70]. Зависимость, соответствующая режиму «неразрывных» цепей и переход от одного режима к другому при повышении концентрации ПАВ в растворе были обнаружены лишь в нескольких работах [5,25,71].

Таким образом, в зависимости от соотношения между характерными временами процессов в системе (времени разрыва мицелл и времени их рептации) изменяется реологическое поведение раствора.

1.4. Вязкоупругие свойства и их исследование реологическими методами

Вязкоупругость - это механическое свойство системы демонстрировать как упругий отклик (в ответ на быстрые воздействия), так и вязкий отклик (в ответ на медленные воздействия).

Информацию о структуре и свойствах вязкоупругой системы можно получить при помощи реологических методов. Реология - область механики, которая устанавливает зависимости между деформацией, напряжением и релаксационными процессами в среде, исследует их изменение во времени. Реологическое поведение можно описать с помощью механических моделей, состоящих из набора упругих и вязких компонентов [72].

Простейшая реологическая модель вязкоупругой жидкости с одним временем релаксации - модель Максвелла, представляющая собой последовательно соединенные вязкий и упругий элементы. Она схематически описывается системой, представляющей собой шарик, подвешенный на пружинке и погруженный в цилиндр с ньютоновской жидкостью (рисунок 1.2). Сила прикладывается к цилиндру с жидкостью. Пружинка является упругим элементом системы, характеризующимся модулем упругости а жидкость - вязким с вязкостью т]0, в совокупности они реализуют свойство вязкоупругости, а вязкоупругую систему характеризует так же время релаксации трел - время, необходимое для перестройки структуры системы, повергающейся внешнему воздействию, за которое напряжение в системе упадет в е раз:

трел=-По/во. (1.9)

Реологические характеристики растворов ПАВ в области «живущих» цепей, как показано в литературе, хорошо описываются феноменологической моделью Максвелла [5,25,55,57,58,67,68,71,73]. Системы называются максвелловскими, если их реологические свойства подобны свойствам системы, представленной на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2. Модель Максвелла для вязкоупругой жидкости с одним временем релаксации.

Для исследования реологических свойств растворов измерения проводят в двух режимах воздействия на образец. Менее вязкие растворы исследуют в статическом режиме. Для них измеряется вязкость г/, как коэффициент пропорциональности между приложенным к образцу напряжением сг и скоростью

его деформации у согласно формуле Ньютона:

а = 77-у. (1.Ю)

В области малых напряжений вязкость выходит на плато (величина вязкости не зависит от напряжения) (рисунок 1.3). Это максимальная ньютоновская вязкость раствора г/о. С увеличением скорости сдвига вязкость падает, т.е. система показывает псевдопластическое поведение [74].

о

ГО

С

101

10

10"

■

\

\

10"5 10"4 10"3 10"2 10'1 10° ю1

7,1/с

Рисунок 1.3. Зависимость вязкости от величины приложенного напряжения в статическом режиме.

В осцилляционном (динамическом) режиме к образцу прикладывают переменное напряжение сдвига с малой амплитудой а (?) = сг0е'"" и регистрируют его деформацию (0 - у0е'(а"+(р\ имеющую фазовый сдвиг (р относительно напряжения. Комплексный динамический модуль упругости в = С + Ю" определяется из соотношения

а=в*у. (1.11)

Величины С и С' называются модулем накоплений и модулем потерь, соответственно. Комплексная вязкость г/* и ее модуль | г/* | определяются из соотношений

4 = в*/со, (1.12)

г1 (со)

4а

;ыз)

СО

Для определения значения максимальной ньютоновской вязкости г/о из результатов динамических измерений существует эмпирическое правило Кокса-Мерца: Г]о определяется по значению модуля комплексной вязкости \г/' \ при со 0,

то есть в случае выполнения правила Кокса-Мерца, модуль комплексной вязкости равен вязкости 7], измеряемой в статистическом режиме [75].

\ч'№ = ч&)- (1Л4>

Модель Максвелла позволяет получить простые формулы, выражающие частотные зависимости комплексной вязкости и компонент комплексного модуля упругости:

1 + СО Треп

(1.15)

1 + ^Треч1

КН= г^тГ- (1Л6)

л/1 + Ю т

Отсюда легко получить соотношения, связывающие между собой С и С'. При больших частотах С выходит на плато С0 и не зависит от частоты, а С'«

л л

Сс/сотрел (рисунок 1.4). При малых частотах С ~ со трел, С' ~ сотрел, что соответствует наклонам на графиках О'(со),С "(со) (рисунок 1.4). Для модели Максвелла по точке пересечения зависимостей С (со) и С' (со) можно определить время релаксации системы трел, так как произведение времени релаксации и частоты Мрел, при которой С - С', равно единице:

Трел(Орел = 1. (1-17)

10" 10" со, рад/с

Рисунок 1.4. Типичные реологические зависимости для модели Максвелла.

Для оценки времени релаксации трел также используют график зависимости С' от С', называемую кривой Коула-Коула (рисунок 1.5).

1.5

3

_ £

Ь 1.о ъ

0.5

0.0

Б

:/ А ^

/ \

( \

паи

0 0 0.5 1.0 1 5 2.0 2.Б 3.0 3.5 4.Э

б'/Сггах

Рисунок 1.5. Зависимость ^ / от ^ /„ (кривая Коула-Коула) для

/ О „ / ^ ..„,.„

идеальной максвелловской жидкости (А) и раузовская динамика[70].

Для модели Максвелла вязкоупругой жидкости график зависимости О "от С в представлении Коула-Коула выражается следующим уравнением:

которое представляет собой уравнение полуокружности (рисунок 1.5А). Время релаксации соответствует вершине кривой.

Реальные мицеллярные системы, для которых не выполняется условие для максвелловского поведения (трепт»тразр), имеют отклонение от полуокружности в области средних частот. При частоте внешнего воздействия порядка обратного времени Рауза на кривой Коула-Коула наблюдается минимум (рисунок 1.5Б), поскольку отдельные субцепи начинают вносить вклад в релаксацию. На малых временных масштабах динамические свойства системы определяются флуктуациями длины трубок, либо локальным Раузовским движением сегментов мицелл, заключённых между соседними зацеплениями, ограничивающими стенки трубки. Модуль накоплений С и модуль потерь С' в этой области частот начинают возрастать, и на графике зависимости С' от С появляется минимум (рисунок 1.5).

Таким образом, вязкоупругие свойства раствора мицеллярных цепей ПАВ подробно исследуют и описывают при помощи реологических методов и соответствующих разработанных моделей.

1.5. Экспериментальное исследование вязкоупругих свойств растворов

На рисунке 1.6 представлена типичная зависимость ньютоновской вязкости раствора от концентрации ПАВ в растворе в условиях образования цилиндрических мицелл [5]. Видно, что при увеличении концентрации ПАВ вязкость щ сначала

(1.18)

ПАВ

1.5.1. Влияние концентрации ПАВ

практически не меняется, а затем наблюдается ее резкий рост. Это обуславливается переходом из разбавленного режима, в котором отдельные мицеллярные цепи ПАВ изолированы друг от друга, в полуразбавленный режим, когда цепи начинают переплетаться. Концентрацию ПАВ, соответствующую переходу между этими режимами, называют концентрацией перекрывания С*.

ю'

ю3

102

_ Ю1 "tj

g 10° о

"ю-1 10*

ю-3

Рисунок 1.6. Зависимость ньютоновской вязкости от концентрации хлорид эруцилбис(гидроксиэтил)метиламмония (ЭГАХ) в растворе. Растворитель: 3 вес.%-

ный раствор KCl [5].

*

При С<С (область I) вязкость водных растворов ПАВ близка к вязкости воды

и изменяется линейно, согласно уравнению Эйнштейна г/о=г/вода-(1+К-с), где К -

*

величина порядка единицы. При С>С (области II и III) на концентрационной зависимости вязкости имеется два различных наклона. Более крутой наклон (область II) характеризуется степенной зависимостью /70 ~ С5'6. Такая зависимость соответствует коротким, описанным выше в разделе 1.3 «неразрывным» мицеллам, которые не успевают разрываться за время рептации.

концентрация ЭГАХ (вес. %)

При более высоких концентрациях ПАВ (область III), наклон характеризуется зависимостью щ ~ С3,6. Согласно теории, такая зависимость описывает мицеллярные цепи, которые многократно разрываются и рекомбинируют за время рептации вдоль выделенной трубки, т.е. описанным в разделе 1.3 «живущим» цепям.

Таким образом, переход от «неразрывных» к «живущим» цепям происходит благодаря тому, что при увеличении концентрации ПАВ увеличивается длина мицелл, а, следовательно, меняется соотношение между временем рептации и временем разрыва (согласно формулам 1.4 и 1.5 время рептации увеличивается и уменьшается время разрыва цепи).

При высоких концентрациях ПАВ порядка 3-10 вес.% рост вязкости замедляется, и затем вязкость начинает уменьшаться. Падение вязкости в литературе объясняется формированием межмицеллярных сшивок, приводящих к образованию в растворе разветвлённой сетки мицелл ПАВ [3,8,76]. Места сшивок образованы слабыми нековалентными связями. В этом случае релаксация напряжения происходит путем скольжения точек разветвления вдоль мицеллярных цепей, что требует малых энергетических затрат, поэтому растворы имеют невысокую вязкость.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Плетнева, Вера Анатольевна, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Rehage Н., Hoffmann Н. Viscoelastic surfactant solutions: model systems for rheological research // Mol. Phys. 1991. V. 74. № 5. P. 933-973.

2. Hoffmann H. Viscoelastic surfactant solutions // Structure and Flow in Surfactant Solutions C. A. Herb, R. K. Prud'homme (Eds.) / ACS Symposium Series 578. Washington D.C.: American Chemical Society, 1994. P. 2-31.

3. Magid L. J. The surfactant-polyelectrolyte analogy // J. Phys. Chem. B. 1998. V. 102. P. 4064-4074.

4. Raghavan S. R., Kaler E. W. Highly viscoelastic wormlike micellar solutions formed by cationic surfactants with long unsaturated tails // Langmuir. 2001. V. 17. P. 300306.

5. Shashkina J. A., Philippova О. E., Zaroslov Y. D., Khokhlov A. R., Pryakhina T. A., Blagodatskikh I. V. Rheology of viscoelastic solutions of cationic surfactant. Effect of added associating polymer // Langmuir. 2005. V. 21. № 4. P. 1524-1530.

6. Молчанов В. С., Шашкина Ю. А., Филиппова О. Е., Хохлов А. Р. Вязкоупругие свойства водных растворов анионного поверхностно-активного вещества — олеата калия // Коллоидный журнал. 2005. Т. 67. № 5. С. 668-671.

7. Kumar R., Kalur G. С., Ziserman L., Danino D., Raghavan S. R. Wormlike micelles of a C22-tailed zwitterionic betaine surfactant: from viscoelastic solutions to elastic gels // Langmuir. 2007. V. 23. P. 12849-12856.

8. Dreiss C. A. Wormlike micelles: where do we stand? Recent developments, linear rheology and scattering techniques // Soft Matter. 2007. V. 3. P. 956-970.

9. Cates M. E. Reptation of living polymers: dynamics of entangled polymers in the presence of reversible chain-scission reactions // Macromolecules. 1987. V. 20. № 9. P. 2289-2296.

10. Cates M. E. Theory of the viscosity of polymeric liquid sulfur // Europhys. Lett. 1987. V. 4. № 4. P. 497-502.

11. Cates M. E. Dynamics of living polymers and flexible surfactant micelles: Scaling laws for dilution //J. Phys. France. 1988. V. 49. № 9. P. 1593-1600.

12. Cates M. A., Candau S. J. Statics and dynamics of worm-like surfactant micelles // J. Phys.: Condens. Matter. 1990. V. 2. № 33. P. 6869-6892.

13. Granek R., Cates M. E. Stress relaxation in living polymers: Results from Poisson renewal model //J. Chem. Phys. 1992. V. 96. № 6. P. 4758-4767.

14. Chu Z., Dreiss C. A., Feng Y. Smart wormlike micelles // Chem. Soc. Rev. 2013. V. 42. P. 7174-7203.

15. Flood C., Dreiss C. A., Croce V., Cosgrove T., Karlsson G. Wormlike micelles mediated by polyelectrolyte // Langmuir. 2005. V. 21. № 17. P. 7646-7652.

16. Molchanov V. S., Philippova O. E., Khokhlov A. R., Kovalev Yu. A., Kuklin A. I. Self-assembled networks highly responsive to hydrocarbons // Langmuir. 2007. V. 23. № l.P. 105-111.

17. Philippova O. E., Molchanov V. S. Polymer-surfactant networks highly responsive to hydrocarbons//Macromol. Symp. 2010. V. 291. № 1. P. 137-143.

18. Molchanov V. S., Philippova O. E. Dominant role of wormlike micelles in temperature-responsive viscoelastic properties of their mixtures with polymeric chains //J. Colloid Interface Sci. 2013. V. 394. P. 353-359.

19. Shibaev A. V., Tamm M. V., Molchanov V. S., Rogachev A. V., Kuklin A. I., Dormidontova E. E., Philippova O. E. How a viscoelastic solution of wormlike micelles transforms into a microemulsion upon absorption of hydrocarbon: New insight//Langmuir. 2014. V. 30. № 13. P. 3705-3714.

20. Ezrahi S., Tuval E., Aserin A., Garti N. Daily applications of systems with wormlike micelles // Giant Micelles. E.W. Kaler, R. Zana, Eds.; Boca Raton. FL: CRC Press, 2007. P. 515-544.

21. Bivins С., Boney С., Fredd С., Lassek J., Sullivan P., Engels J., Fielder E. O., Gorham T., Judd T., Sanchez-Mogollon A. E., Tabor L., Munoz A. V., Willberg D. New fibers for hydraulic fracturing // Oilfield Rev. 2005. V. 17. № 2. P. 34-43.

22. Chase В., Wells N., Territories N., Chmilowski W., Marcinew R., Mitchell C., Dang Y., Krauss D., Nelson E., Lantz T., Parham C., Plummer J. Clear fracturing fluids for increased well productivity // Oilfield Rev. 1997. V. 9. № 3. P. 20-.

23. Maitland G. C. Oil and gas production // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2000. V. 5. P. 301-311.

24. Шашкина Ю. А. Реологические свойства системы вязкоупругое поверхностно-активное вещество/ассоциирующий полимер и ее компонентов: Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М., 2005.

25. Молчанов В. С. Растворы с контролируемыми вязкоупругими свойствами на основе олеата калия и модифицированного полиакриламида: Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М., 2008.

26. Kern F., Lequeux F., Zana R., Candau S. J. Dynamic properties of salt-free viscoelastic micellar solutions // Langmuir. 1994. V. 10. № 6. P. 1714-1723.

27. Молчанов В. С., Филиппова О. Е. Влияние концентрации и температуры на вязкоупругие свойства водных растворов олеата калия // Коллоидный журнал. 2009. Т. 71. №2. С. 249-255.

28. Hassan P. A., Candau S. J., Kern F., Manohar С. Rheology of wormlike micelles with varying hydrophobicity of the counterion // Langmuir. 1998. V. 14. № 21. P. 60256029.

29. Couillet I., Hughes T., Maitland G. Synergistic effects in aqueous solutions of mixed wormlike micelles and hydrophobically modified polymers // Macromolecules. 2005. V. 38. № 12. P. 5271-5282.

30. Kalur G. С., Raghavan S. R. Anionic wormlike micellar fluids that display cloud points: rheology and phase behavior // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. № 18. P. 8599-8604.

31. Шашкина Ю. А., Филиппова О. E., Смирнов В. А., Благодатских И. В., Чурочкина Н. А., Хохлов А. Р. Вязкоупругие свойства катионного поверхностно-активного вещества и его смеси с гидрофобно модифицированным полиакриламидом // Высокомолек. соед. А. 2005. Т. 47. № 11. С. 2013-2021.

32. Bandyopadhyay R., Sood А. К. Effect of silica colloids on the rheology of viscoelastic gels formed by the surfactant cetyl trimethylammonium tosylate // J. Colloid Interface Sci. 2005 V. 283. № 2. P. 585-591.

33. Nettesheim F., Liberatore M. W., Hodgdon Т. K., Wagner N. J., Kaler E. W., Vethamuthu M. Influence of nanoparticle addition on the properties of wormlike micellar solutions // Langmuir. 2008. V. 24. № 15. P. 7718-7726.

34. Helgeson M. E., Hodgdon Т. K., Kaler E. W., Wagner N. J., Vethamuthu M., Ananthapadmanabhan K. P. Formation and rheology of viscoelastic «double networks» in wormlike micelle-nanoparticle mixtures // Langmuir. 2010. V. 26. № 11. P. 8049-8060.

35. Helgeson M. E., Wagner N. J. Colloidal interactions mediated by end-adsorbing polymer-like micelles//J. Chem. Phys. 2011. V. 135. № 8. P. 084901-1-084901-11.

36. De Vicente J., Klingenberg D. J., Hidalgo-Alvarez R. Magnetorheological fluids: a review// Soft Matter. 2011. V. 7. № 8. P. 3701-3710.

37. Philippova O., Barabanova A., Molchanov V., Khokhlov A. Magnetic polymer beads: Recent trends and developments in synthetic design and applications // Eur. Polym. J. 2011. V. 47. P. 542-559.

38. Barabanova A., Molchanov V., Philippova O., Khokhlov A. Magnetorheological fluids based on associating polymers // Macromol. Symp. 2014. V. 337. № 1. P. 8086.

39. Talwar S., Scanu L., Raghavan S. R., Khan S. A. Influence of binary surfactant mixtures on the rheology of associative polymer solutions // Langmuir. 2008. V. 24. № 15. P. 7797-7802.

40. Gouveia L., Müller A. J. The effect of NaCl addition on the rheological behavior of cetyltrimethylammonium p-toluenesulfonate (CTAT) aqueous solutions and their mixtures with hydrophobically modified Polyacrylamide aqueous solutions // Rheol. Acta. 2009. V. 48. № 2. P. 163-175.

41. Yoshida T., Taribagil R., Hillmyer M. A., Lodge T. P. Viscoelastic synergy in aqueous mixtures of wormlike micelles and model amphiphilic triblock copolymers // Macromolecules. 2007. V. 40. № 5. P. 1615-1623.

42. Kjoniksen A.-L., Beheshti N., Kotlar H. K., Zhu K., Nyström B. Modified polysaccharides for use in enhanced oil recovery applications // Eur. Polym. J. 2008. V. 44. № 5. P. 959-967.

43. Beheshti N., Zhu K., Kjoniksen A.-L., Nyström B. Interaction behaviors in aqueous solutions of negatively and positively charged hydrophobically modified hydroxyethylcellulose in the presence of anionic surfactant // Colloids Surf. A. 2008. V. 328. № 1-3. P. 79-89.

44. Kästner U., Hoffmann H., Dönges R., Ehrler R. A comparison of several samples of modified hydroxyethyl cellulose and their interactions with surfactants // Prog. Colloid Polym. Sei. 1995. V. 98. P. 57-62.

45. Rojas M. R., Müller A. J., Säez A. E. Synergistic effects in flows of mixtures of wormlike micelles and hydroxyethyl celluloses with and without hydrophobic modifications //J. Colloid Interface Sei. 2008. V. 322. № 1. P. 65-72.

46. Gouveia L. M., Paillet S., Khoukh A., Miiller A. J. The effect of the ionic strength on the rheological behavior of hydrophobically modified polyacrylamide aqueous solutions mixed with sodium dodecyl sulfate (SDS) or cetyltrimethylammonium p-toluenesulfonate (CTAT) // Colloids Surf. A. 2008. V. 322. № 1-3. P. 211-218.

47. Pennot-Chang E. K., Gouveia L., Fernandes I. J., Miiller A. J., Diaz-Barrios A., Saez A. E. Rheology of aqueous solutions of hydrophobically modified polyacrylamides and surfactants // Colloids Surf. A. 2007. V. 295. № 1-3. P. 99-106.

48. Xu X., Yang F., Wang N., Shen M., Zhou Т., Wang X., Wang Y., Chen X., Wang J. Rheologic properties and molecular configuration of polymers in salt-alkali-surfactant mixed solutions//J. Dispersion Sci. Technol. 2008. V. 29. № 1. P. 101-105.

49. Brackman J. C., Engberts J. B. F. N. Polymer-induced breakdown of rodlike micelles. A striking transition of a non-Newtonian to a Newtonian fluid // J. Am. Chem. Soc. 1990. V. 112. №2. P. 872-873.

50. Шинода К., Накагава Т., Тамамуси Б., Исемура Т. Коллоидные поверхностно-активные вещества / М: Мир, 1966.

51. Ulmius J., Wennerstrom Н., Johansson L. B.-A., Lindblom G., Gravsholt S. Viscoelasticity in surfactant solutions. Characteristics of the micellar aggregates and the formation of periodic colloidal structures // J. Phys. Chem. 1979. V. 83. № 17. P. 2232-2236.

52. Mitchell D. G., Ninham B. W. Micelles, vesicles and microemulsions // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1981. V. 2. № 4. P. 601-629.

53. Israelachvili J. N. Intermolecular and surface forces / San Diego: Academic Press Limited, 1992.

54. Evans D. F., Wennerstrom H. The colloidal domain where physics, chemistry, biology, and technology meet / New York: VCH, 1994.

55. Nagarajan R. Molecular packing parameter and surfactant self-assembly: the neglected role of the surfactant tail // Langmuir. 2002. V. 18. № 1. P. 31-38.

56. Khatory A., Lequeux F., Kern F., Candau S. J. Linear and nonlinear viscoelasticity of semidilute solutions of wormlike micelles at high salt content // Langmuir. 1993. V. 9. №6. P. 1456-1464.

57. Acharya D. P., Hattori K., Sakai T., Kunieda H. Phase and rheological behavior of salt-free alkyltrimethylammonium bromide/alkanoyl-n-methylethanolamide/water systems//Langmuir. 2003. V. 19. №22. P. 9173-9178.

58. Cappelaere E., Cressely R. Shear banding structure in viscoelastic micellar solutions //Colloid Polym. Sci. 1997. V. 275. № 5. P. 407-418.

59. Croce V., Cosgrove T., Maitland G., Hughes T., Karlsson G. Rheology, cryogenic transmission electron spectroscopy, and small-angle neutron scattering of highly viscoelastic wormlike micellar solutions // Langmuir. 2003. V. 19. № 20. P. 85368541.

60. Couillet I., Hughes T., Maitland G., Candau F., Candau S. J. Growth scission energy of wormlike micelles formed by cationic surfactants with long unsaturated tails // Langmuir. 2004. V. 20. P. 9541-9550.

61. Clausen T. M., Vinson P. K., Minter J. R., Davis H. T., Talmon Y., Miller W. G. Viscoelastic micellar solutions: microscopy and rheology // J. Phys. Chem. 1992. V. 96. № l.p. 474-484.

62. De Gennes P. G. Dynamics of entangled polymer solutions. I. The Rouse model // Macromolecules. 1976. V. 9. № 4. P. 587-593.

63. Doi M., Edwards S. F. The theory of polymer dynamics / Oxford: Clarendon Press, 1986.

64. Cates M. E. Flow behavior of entangled surfactant micelles // J. Phys. Condens. Matter. 1996. V. 8. № 47. P. 9167-9176.

65. MacKintosh F. C., Safran S. A., Pincus P. A. Self-assembly of linear aggregates: the effect of electrostatics on growth // Europhys. Lett. 1990. V. 12. № 8. P. 697-702.

66. Turner M. S., Marques С., Cates M. E. Dynamics of wormlike micelles: the «bond-interchange» reaction scheme // Langmuir. 1993. V. 9. № 3. P. 695-701.

67. Hartmann V., Cressely R. Linear and non linear rheology of a wormlike micellar system in presence of sodium tosylate // Rheol. Acta. 1998. V. 37. P. 115-121.

68. Ait-Ali A., Makhloufi R. On the nonlinear rheology of a wormlike micellar system in the presence of sodium salicylate salt//J. Rheol. 1997. V. 41. № 307. P. 307-318.

69. Berret J.-F., Appell J., Porte G. Linear rheology of entangled wormlike micelles // Langmuir. 1993. V. 9. № 11. P. 2851-2854.

70. Fischer P., Rehage H. Rheological master curves of viscoelastic surfactant solutions by varying the solvent viscosity and temperature // Langmuir. 1997. V. 13. № 26. P. 7012-7020.

71. AYt-Ali A., Makhloufi R. Effect of organic salts on micellar growth and structure studies by rheology // Colloid Polym. Sci. 1999. V. 277. P. 270-275.

72. Raghavan S. R., Fritz G., Kaler E. W. Wormlike micelles formed by synergistic self-assembly in mixtures of anionic and cationic surfactants // Langmuir. 2002. V. 18. № 10. P. 3797-3803.

73. AYt-Ali A., Makhloufi R. Linear and nonlinear rheology of an aqueous concentrated system of cethyltrimethylammonium chloride and sodium salicylate // Phys. Rev. E. 1997. V. 56. № 4. P. 4474-4478.

74. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии / Пер. с англ. под ред. Куличихина В.Г. М.: КолосС, 2003.

75. Сох W. P., Merz Е. Н. Correlation of dynamic and steady flow viscosities // J. Polym. Sci. 1958. V. 28. № 118. P. 619-622.

76. Cates M.E., Fielding S. M. Rheology of giant micelles // Advances in Physics. 2006. V. 55. № 7-8. P. 799-879.

77. Soltero J. F. A., Puig J. E., Manero O. Rheology of the cetyltrimethylammonium tosylate-water system. 2. Linear viscoelastic regime // Langmuir. 1996. V. 12. № 37. P. 2654-2662.

78. Cates M. E., Turner M. S. Flow-induced gelation of rodlike micelles // Europhys. Lett. 1990. V. 11. № 7. P. 681 -686.

79. Turner M. S., Cates M. E. Linear viscoelasticity of wormlike micelles: a comparison of micellar reaction kinetics // J. Phys. II France. 1992. V. 2. № 3. P. 503-519.

80. Schulz D. N., Glass J. E. Polymers as rheology modifiers / ACS Symposium series 462. Washington. D.C.: American Chemical Society, 1991.

81. Kern F., Lemarechal P., Candau S. J., Cates M.E. Rheological properties of semidilute and concentrated aqueous solutions of cetyltrimethylammonium bromide in the presence of potassium bromide // Langmuir. 1992. V. 8. № 2. P. 437-440.

82. Porte G., Appell J., Poggi Y. Experimental investigations on the flexibility of elongated cetylpyridinium bromide micelles // J. Phys. Chem. 1980. V. 84. № 23. P. 3105-3110.

83. Imae T., Ikeda S. Sphere-rod transition of micelles of tetradecyltrimethylammonium halides in aqueous sodium halide solutions and flexibility and entanglement of long rodlike micelles//J. Phys. Chem., 1986. V. 90. № 21. P. 5216-5223.

84. Olsson U., Soederman O., Guering P. Characterization of micellar aggregates in viscoelastic surfactant solutions. A nuclear magnetic resonance and light scattering study//J. Phys. Chem. 1986. V. 90. № 21. P. 5223-5232.

85. Gamboa C., Sepulveda L. High viscosities of cationic and anionic micellar solutions in the presence of added salts // J. Colloid Interface Sci. 1986. V. 113. № 2. P. 566576.

86. Porte G., Gomati R., Haitamy O. El., Appell J., Marignan J. Morphological transformations of the primary surfactant structures in brine-rich mixtures of ternary systems (surfactant/alcohol/brine) //J. Phys. Chem. 1986. V. 90. № 22. P. 5746-5751.

87. Shikata T. Hirata H., Kotaka T. Micelle formation of detergent molecules in aqueous media: viscoelastic properties of aqueous cetyltrimethylammonium bromide solutions //Langmuir. 1987. V. 3. № 6. P. 1081-1086.

88. Rehage H., Hoffmann H. Rheological properties of viscoelastic surfactant systems // J. Phys. Chem. 1988. V. 92. № 16. P. 4712-4719.

89. Candau S. J., Hirsch E., Zana R., Delsanti M. Rheological properties of semidilute and concentrated aqueous solutions of cetyltrimethylammonium bromide in the presence of potassium bromide // Langmuir. 1989. V. 5. № 5. P. 1225-1229.

90. Sasaki M., Imae T., Ikeda S. Aqueous sodium halide solutions of cationic surfactants with consolute phase boundary. Viscosity behavior in semidilute regime // Langmuir. 1989. V. 5. № l.P. 211-215.

91. Kern F., Zana R., Candau S. J. Rheological properties of semidilute and concentrated aqueous solutions of cetyltrimethylammonium chloride in the presence of sodium salicylate and sodium chloride // Langmuir. 1991. V. 7. № 7. P. 1344-1351.

92. Mishra B. K., Samant S. D., Pradhan P., Mishra S. B., Manohar C. A new strongly flow birefringent surfactant system // Langmuir. 1993. V. 9. № 4. P. 894-898.

93. Carver M., Smith T. L., Gee J. C., Delichere A., Caponetti E., Magid L. J. Tuning of micellar structure and dynamics in aqueous salt-free solutions of cetyltrimethylammonium mono- and dichlorobenzoates // Langmuir. 1996. V. 12. № 3.P. 691-698.

94. Lin Z. Branched worm-like micelles and their networks // Langmuir. 1996. V. 12. № 7. P. 1729-1737.

95. Bijma K., Engberts J. B. F. N. Effect of counterions on properties of micelles formed by alkylpyridinium surfactants. 1. Conductometry and 'H-NMR chemical shifts // Langmuir. 1997. V. 13. № 18. P. 4843-4849.

96. Hartmann V., Cressely R. Linear and nonlinear rheology of a wormlike micellar system in presence of sodium tosylate // Rheol. Acta. 1998. V. 37. № 2. P. 115-121.

97. Aswal V. К., Goyal P. S., Thiyagarajan P. Small-angle neutron-scattering and viscosity studies of CTAB/NaSal viscoelastic micellar solutions // J. Phys. Chem. B. 1998. V. 102. № 14. P. 2469-2473.

98. Cappelaere E., Cressely R. Rheological behavior of an elongated micellar solution at low and high salt concentrations // Colloid Polym. Sci. 1998. V. 276. № 11. P. 10501056.

99. Hassan P. A., Raghavan S. R., Kaler E. W. Microstructural changes in SDS micelles induced by hydrotropic salt // Langmuir. 2002. V. 18. № 7. P. 2543-2548.

100. Raghavan S. R., Edlund H., Kaler E. W. Cloud-point phenomena in wormlike micellar systems containing cationic surfactant and salt // Langmuir. 2002. V. 18. № 4. P. 1056-1064.

101. Lequeux F. Reptation of connected wormlike micelles // Europhys. Lett. 1992. V. 19. №8. P. 675-681.

102. Luo M., Jia Z., Houtai S., Liao L., Wen Q. Rheological behaviour and microstructure of anionic surfactant micelle solution with pyroelectric nanoparticle // Colloids Surf., A. 2012. V. 395. P. 267-275.

ЮЗ.Шиммель Г. Методика электронной микроскопии / Пер. с нем. под ред. В. Н.Рожанского. М.: Мир, 1972.

104. Пилянкевич А. Н. Практика электронной микроскопии / М.: Машгиз, 1961.

105.Kalur G. С., Frounfelker В. D., Cipriano В. Н., Norman A. I., Raghavan S. R. Viscosity increase with temperature in cationic surfactant solutions due to the growth of wormlike micelles //Langmuir. 2005. V. 21. P. 10998-11004.

106. Desbrieres J. Viscosity of semiflexible chitosan solutions: Influence of concentration, temperature and role of intermolecular interactions // Biomacromolecules. 2002. V. 3. № 2. P. 342-349.

107. Walderhaug H., Nystrom В., Hansen F. K., Lindman B. Surfactant-polymer interaction in thermo-induced gelling systems of ethyl (hydroxyethyl) cellulose

(EHEC) studied by NMR self-diffusion, dynamic light scattering and rheology // Prog. Colloid Polym. Sci. 1995. V. 98. P. 51-56.

108.Brackman J. C., Engberts J. B. F. N. Influence of polymers on the micellization of cetyltrimethylammonium salts // Langmuir. 1991. V. 7. № 10. P. 2097-2102.

109. Goddard E. D. Polymer/surfactant interaction: interfacial aspects // J. Colloid Interface Sci., 2002. V. 256. № 1. P. 228-235.

110. Lin Z., Eads C. D. Polymer-induced structural transitions in oleate solutions: microscopy, rheology and nuclear magnetic resonance studies // Langmuir. 1997. V. 13. № 10. P. 2647-2654.

111. Iliopoulos I., Wang T. K., Audebert R. Viscometric evidence of interactions between hydrophobically modified poly(sodium acrylate) and sodium dodecyl sulfate // Langmuir. 1991. V. 7. № 4. P. 617-619.

112.Noda T., Hashidzume A., Morishima Y. Solution properties of micelle networks formed by nonionic surfactant moieties covalently bound to a poly electrolyte: Salt effects on rheological behavior // Langmuir. 2000. V. 16. P. № 12. 5324-5332.

113.Panmai S., Prud'homme R. K., Peiffer D. G., Jockusch S., Turro N. J. Interactions between hydrophobically modified polymers and surfactants: Fluorescence study // Langmuir. 2002. V. 18. № 10. P. 3860-3864.

114.Regalado E. J., Selb J., Candau F. Viscoelastic behavior of semidilute solutions of multisticker polymer chains // Macromolecules. 1999. V. 32. № 25. P. 8580-8588.

115. Candau F., Selb J. Hydrophobically-modified polyacrylamides prepared by micellar polymerization //Adv. Colloid Interface Sci. 1999. V. 79. № 2. P. 149-172.

116. Regalado E. J., Selb J., Candau F. Phase behavior and rheological properties of aqueous solutions containing mixtures of associating polymers // Macromolecules. 2000. V. 33. № 23. P. 8720-8730.

117. Shashkina Yu. A., Zaroslov Yu. D., Smirnov V. A., Philippova O. E., Khokhlov A. R. Hydrophobic aggregation in aqueous solutions of hydrophobically modified

Polyacrylamide in the vicinity of overlap concentration // Polymer. 2003. V. 44. № 8. P. 2289-2293.

118. Blagodatskikh I. V., Vasilieva О. V., Ivanova E. N., Bykov S. V., Churochkina N. A., Priakhina T. A., Smirnov V. A., Philippova О. E., Khokhlov A. R. New approach to the molecular characterization of hydrophobically modified Polyacrylamide // Polymer. 2004. V. 44. № 8. P. 2289-2293.

119.Абрамзон А. А. Поверхностно-активные вещества / Справочник. JI.: Химия, 1979.

120. Philippova О. Е., Starodubtsev S. G. Interaction of slightly cross-linked gels of poly(diallyldimethylammonium bromide) with sodium dodecyl sulfate: Diffusion of surfactant ions in gel // J. Polym. Sei. Part B: Polym. Phys. 1993. V. 31. № 11. P. 1471-1476.

121. Blagodatskikh I. V., Sutkevich M. V., Sitnikova N. L., Churochkina N. A., Pryakhina T. A., Philippova О. E., Khokhlov A. R. Molecular mass characterization of polymers with strongly interacting groups using gel permeation chromatography - light scattering detection// J. Chromatogr. A. 2002. V. 976. № 1-2. P.l55-164.

122. Francois J., Sarazin D., Scwarz Т., Weill G. Polyacrylamide in water: molecular weight dependence of <R2> and [rj] and the problem of the excluded volume exponent. // Polymer. 1979. V. 20. № 8. P. 969-975.

123. He Y. В., Laskowski J. S. Rheological properties of magnetite suspensions // Miner. Process. Extract. Metall. Rev. 1999. V. 20. P. 167-182.

124. Jodar-Reyes А. В., Leermakers F. A. M. Can linear micelles bridge between two Surfaces? //J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. № 37. P. 18415-18423.

125. Padding J. Т., Boek E. S., Briels W. J. Dynamics and rheology of wormlike micelles emerging from particulate computer simulations // J. Chem. Phys. 2008. V. 129. № 7. P. 074903-1-074903-11.

126. Rubinstein M., Colby R. H. Polymer Physics. 1st ed. / Oxford. U.K.: Oxford University Press, 2003.

127. Starodoubtsev S. G., Ryabova A. A., Khokhlov A.R., Allegra G., Famulari A., Meille S. V. Smectic arrangement of bentonite platelets incorporated in gels of polyacrylamide) induced by interaction with cationic surfactants // Langmuir. 2003. V. 19. №26. P. 10739-10746.

128. Galindo-Gonzalez C., De Vicente J., Ramos-Tejad M. M., Lopez-Lopez M. T., Gonzalez-Caballero F., Duran J. D. G. Preparation and sedimentation behavior in magnetic fields of magnetite-covered clay particles // Langmuir. 2005. V. 21. № 10. P. 4410-4419.

129. Hajdu A., Tombacz E., Illes E., Bica D., Vekas L. Magnetite nanoparticles stabilized under physiological conditions for biomedical application // Prog. Colloid Polymer Sci. 2008. V. 135. P. 29-37.

130. Claracq J., Sarrazin J., Montfort J.-P. Viscoelastic properties of magnetorheological fluids // Rheol Acta. 2004. V. 43. P. 38-49.

131. Chin B. D., Park J. H., Kwon M. H., Park O. O. Rheological properties and dispersion stability of magnetorheological (MR) suspensions // Rheol Acta. 2001. V. 40. P. 211219.

132.Mitsumata T., Honda A., Kanazawa H., Kawai M. Magnetically tunable elasticity for magnetic hydrogels consisting of carrageenan and carbonyl iron particles // J. Phys. Chem. B. 2012. V. 116. P. 12341-12348.

133. Park B. J., Fang F. F., Choi H. J. Magnetorheology: materials and application // Soft Matter. 2010. V. 6. P. 5246-5253.

134. Magny B., Iliopoulos I., Zana R., Audebert R. Mixed micelles formed by cationic surfactants and anionic hydrophobically-modified polyelectrolytes // Langmuir. 1994. V. 10. №9. P. 3180-3187.

135. Jimenez-Regalado E., Selb J., Candau F. Effect of surfactant on the viscoelastic behavior of semidilute solutions of multisticker associating polyacrylamides // Langmuir. 2000. V. 16. № 23. P. 8611-8621.

136. Smith G.L., McCormick C.L. Water-soluble polymers. 79. Interaction of microblocky twin-tailed acrylamido terpolymers with anionic, cationic, and nonionic surfactants // Langmuir. 2001. V. 17. № 5. P. 1719-1725.

137. Piculell L., Egermayer M., Sjostrom J. Rheology of mixed solutions of an associating polymer with a surfactant. Why are different surfactants different? // Langmuir. 2003. V. 19. №9. P. 3643-3649.

138. Siriwatwechakul W., LaFleur T., Prud'homme R. K., Sullivan P. Effects of organic solvents on the scission energy of rodlike micelles // Langmuir. 2004. V. 20. № 21. P. 8970-8974.

139. Petit L., Bouteiller L., Brulet A., Lafuma F., Hourdet D. Responsive hybrid self-assemblies in aqueous media // Langmuir. 2007. V. 23. № 1. P. 147-158.