The Influence of the Molecular Weight of Sodium Polystyrene Sulfonate on the Mobility of Macromolecules in Aqueous Solution by NMR

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Diffusion processes in aqueous solutions of sodium polystyrene sulfonate with different molecular weights were studied using pulsed field gradient NMR. It was shown that Na⁺ cations in these polymers are partially replaced by ammonium ions NH₄⁺. A lognormal distribution of diffusion coefficients was introduced to interpret the experimental dependences of the spin echo signal amplitudes of the polymer matrix protons on the magnetic field gradient. It is related to the polymer molecular weight distribution. It was shown that, at the same polymer concentration, with increasing molecular weight, the average values of the diffusion coefficients decrease, and their distributions broaden. In the concentration range from 20 to 65 water molecules per sulfo group, the distribution width is independent of concentration, indicating the absence of macromolecular associates. With a further increase in the polymer molecule concentration, the distribution width of the diffusion coefficients increases, indicating the formation of associates.

About the authors

S. A Bilyk

FRC PCP MC RAS; Lomonosov Moscow State University

Chernogolovka, Russian Federation; Moscow, Russian Federation

V. A Tverskoy

IREA–Russian Technological University

Moscow, Russian Federation

M. M Dorogonitsky

KFU

Kazan, Russian Federation

N. A Slesarenko

FRC PCP MC RAS

Chernogolovka, Russian Federation

D. L Melnikova

KFU

Kazan, Russian Federation

V. D Skirda

KFU

Kazan, Russian Federation

A. V Chernyak

FRC PCP MC RAS; Osippan Institute of Solid State Physics, RAS

Chernogolovka, Russian Federation

V. I Volkov

FRC PCP MC RAS; Lomonosov Moscow State University

Email: vihvolj@mail.ru
Chernogolovka, Russian Federation; Moscow, Russian Federation

References

  1. Fillipov S.P., Yaroslavtsev A.B. // Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. P. 627–643.
  2. Asghar M.R., Zahid A., Su H., Divya K., Anwar M.T., Xu // Batteries. 2025. V. 11. P. 134.
  3. Huang D., Hwang J.-Y. // Solid State Ionics. 2023. V. 392. P. 116149.
  4. Saxena A., Tripathi B.P., Shahi V.K. // J. Phys. Chem. B. 2007. V. 111. P. 12454–12461.
  5. Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Membranes. 2021. V. 11. P. 198.
  6. Conte P. // Magn. Reson. Chem. 2015. V. 53. P. 711–718.
  7. Lee D.K., Saito T., Benesi A.J., Hickner M.A., Allcock H.R. // J. Phys. Chem. B. 2011. V. 115. P. 776–783.
  8. Peng J., Lou K., Goenaga G., Zawodzinski T. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. P. 38418–38430.
  9. Волков В.Н., Черняк А.В., Голубенко Д.В., Шевалкова Н.В., Тверской В.А., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2020. Т. 10. № 1. С. 63–72.
  10. Volkov V.I., Slesarenko N.A., Chernyak A.V., Zabrodin V.A., Golubenko D.V., Tverskoy V.A., Yaroslavlsev A.B. // Membr. Membr. Technol. 2022. V. 4. P. 189–194.
  11. Bilyk S.A., Tverskoy V.A., Chernyak A.V., Avilova I.A., Slesarenko N.A., Volkov V.I. // Membranes 2023. V. 13. P. 725.
  12. Halle B., Bratko D., Puculell L. // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1985. V. 89. P. 1254–1260.
  13. Halle B., Wennerstor H., Puculell L. // J. Phys. Chem. 1984. V. 88. P. 2482–2494.
  14. Tromp R.H., Van der Maarel J.R.C., De Bleijser J., Leyte J.C. // Biophysical Chemistry 1991. V. 41. P. 81–100.
  15. Böhme U., Hänel B., Scheler U. // Progr Colloid Polym Sci. 2011. V. 138. P. 45–48.
  16. Kato M., Nakagawa T., Akamatu H. // Bull. Chem. Soc. Japan. 1960. V. 33. P. 322–329.
  17. Маклаков А.И., Скирда В.Д., Фатекуллин Н.Ф. Самоциффузия в растворах и расплавах полимеров // Изд. Казанского гос. университета, 1987, 224 с.
  18. Зотьев С.М., Усманов Э.Д., Шакирьянов А.Г., Ягола // Вычислительные методы и программирование. 2005. Т. 6. С. 249–252.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».