Processes of structure formation in aqueous poly(vinyl alcohol) solutions under vacuum ultraviolet irradiation

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Upon irradiation of a 5% aqueous solution of polyvinyl alcohol with vacuum ultraviolet radiation (VUV) with a wavelength of 172 nm, it was found that a change in the structure of the solution occurs with the formation of crosslinked fragments of the polymer, despite the fact that the penetration depth of VUV into the solution is insignificant.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. V. Nekrasova

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: Natalianek@yandex.ru
Russian Federation, Bldg. 4, 31, Leninsky Ave., Moscow, 119071

O. A. Khlebnikova

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: ol-khlebnikova@yandex.ru
Russian Federation, Bldg. 4, 31, Leninsky Ave., Moscow, 119071

V. A. Lomovskoy

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: Natalianek@yandex.ru
Russian Federation, Bldg. 4, 31, Leninsky Ave., Moscow, 119071

V. V. Vysotsky

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: Natalianek@yandex.ru
Russian Federation, Bldg. 4, 31, Leninsky Ave., Moscow, 119071

A. D. Krot

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: Natalianek@yandex.ru
Russian Federation, Bldg. 4, 31, Leninsky Ave., Moscow, 119071

References

  1. Пахомов П.М., Хижняк С.Д., Nierling W., Nordmeier E., Lechner M.D. Процессы структурообразования в водных растворах поливинилового спирта // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 1999. Т. 41. № 6. С. 1035–1039.
  2. Асулян Л.Д., Гавриков А.С., Арляпов В.А., Алферов В.А. Модификация поливинилового спирта УФ-облучением для получения рецепторных элементов биосенсоров // Известия ТулГУ. Естественные науки. 2017. № 1. С. 12–23.
  3. Vijayalakshmi S.P., Giridhar Madra. Photodegradation of poly(vinyl alcohol) under UV and pulsed‐laser irradiation in aqueous solution // J. Appl. Polym. Sci. 2006. V. 102. № 2. P. 958–966. https://doi.org/10.1002/app.23736
  4. Kaczmarek H., Podgorski A. The Effect of UV-irradiation on poly(vinyl alcohol) composites with montmorilonnite // J. Photochem. Photobiol. 2007. V. 191. № 2–3. P. 209–215. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2007.04.025
  5. Lin C.-C., Lee L.-T. Degradation of polyvinyl alcohol in aqueous solution using UV/oxidant process // J. Ind. Eng. Chem. 2015. V. 21. P. 569–574. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.03.020
  6. Некрасова Н.В., Хлебникова О.А., Ломовской В.А., Кадыко М.И., Высоцкий В.В., Галушко Т.Б., Казберов Р.Я. Исследование поведения водных растворов поливинилового спирта под воздействием ультрафиолетового излучения // Коллоид. журн. 2023. Т. 85. № 1. С. 71–76. https://doi.org/10.31857/S0023291222600584
  7. Sun W.H., Chen L.J., Tian J.P., Wang J.L., He S.J. Radiation-induced decomposition and polymerization of polyvinyl alcohol in aqueous solutions // Env. Eng. Manage. J. 2013. V. 12. № 7. P. 1323–1328. http://doi.org/10.30638/eemj.2013.162
  8. Митрофанов А.В., Карбань О.В., Сугоняко А., Любомска М. Исследование поверхности пленок из полиэтиленфталата, модифицированных вакуумно-ультрафиолетовым облучением на воздухе // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2009. № 7. C. 30–38.
  9. Гасанов С.К., Ястребинский Р.Н., Павленко В.И. Использование вакуумного ультрафиолета для уменьшения шероховатости поверхности полимерных композитов // Успехи современного естествознания. 2015. № 10. С. 11–14.
  10. Tanaka S., Naganuma Y., Kato C., Horie K. Surface modification of vinyl polymers by vacuum ultraviolet light irradiation // J. Photopolym. Sci. Technol. 2003. V. 16. № 2. P. 165–170. https://doi.org/10.2494/photopolymer.16.165
  11. Weeks J.L., Meaburn G.M.A.C., Gordon S. Absorption coefficient of liquid water and aqueous solutions in the far ultraviolet // Rad. Research. 1963. V. 19. № 3. P. 559–567. https://doi.org/10.2307/3571475
  12. Heit G., Neuner A., Saugy P.-Y., Braun A.M. Vacuum-UV (172 cm) actinometry. The quantum yield of the photolysis of water // J. Chem. Phys. A. 1998. V. 102. № 28. P. 5551–5561. https://doi.org/10.1021/jp980130i
  13. Пикаев А.К., Кабакчи С.А. Реакционная способность первичных продуктов радиолиза воды. М: Энергоиздат. 1982. 201 с.
  14. Зверева Г.Н. Исследование разложения воды вакуумным ультрафиолетовым излучением // Оптика и спектроскопия. 2010. Т. 108. № 6. С. 963–970.
  15. Зверева Г.Н. Использование вакуумного ультрафиолетового излучения для получения высокореактивных радикалов // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 8. C. 45–54.
  16. Валиева А.Ф. Кинетика и механизм окисления поливинилового спирта в водной среде. Автореферат диссертации кандидата химических наук. Уфа. 2007. 23 с.
  17. Зимин Ю.С., Агеева А.Ф., Шамсетдинова И.Ф., Борисов И.М., Монаков Ю.Б. Кинетика и механизм окисления поливинилового спирта под действием пероксида водорода // Башкирский химический журнал. 2006. Т. 13. № 1. С. 118–122.
  18. Высоцкий В.В., Урюпина О.Я., Гусельникова А.В., Ролдугин В.И. О возможности определения концентрации наночастиц методом динамического светорассеяния // Коллоидный журнал. 2009. Т. 71. № 6. С. 728–733.
  19. Нго К.К., Григорьев Е.И., Петухов А.А. Взаимодействие озона с дистиллированной водой // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 1. С. 49–52.
  20. Гришина А.Д. Исследование методом ЭПР первичных радикальных продуктов радиолиза поливинилового спирта // Доклады Академии наук СССР. 1965. Т. 150. № 4. С. 809–812.
  21. Смирнов Л.Н., Куликова И.И., Платонова Н.В. Инфракрасные спектры поливинилового спирта // Высокомолекулярные соединения. 1967. Т. (А) IX. № 11. С. 2515–2520.
  22. Wang B., Mukataka S., Kodama M., Kokufuta E. Viscometric and Light scattering Studies on microgel formation by γ-Ray irradiation to aqueous oxygen-free solutions of poly(vynil alcohol) // Langmuir. 1997. V. 13. № 23. P. 6108–6114. https://doi.org/10.1021/la970599p
  23. Charlesby A., Alexander P. Recutilacion des polymers en solution aquese par les rayonnes gamma // Journal de Chimie Physique. 1955. T. 52. № 9. P. 699–709.
  24. Пахомов П.М., Хижняк С.Д., Ларионова Н.В., Глазковский Ю.В. Изучение cтроения гидрогелей поливинилового спирта методом ИК-спектроскопии // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 1999. Т. 41. № 5. C. 891–894.
  25. Larkin P. Infrared and Raman spectroscopy principles and spectral interpretation. Elsevier. 2011. 239 pp.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1

Download (347KB)
Indexing metadata
3. Fig. 1. Spectrum of the lamp used.

Download (87KB)
Indexing metadata
4. Fig. 2. Dependence of kinematic viscosity of 5% PVA solution on irradiation time.

Download (64KB)
Indexing metadata
5. Fig. 3. Variation of particle size in 5% PVA solution as a function of irradiation time. 1 - 0 min, 2 - 90 min, 3 - 120 min, 4 - 150 min.

Download (103KB)
Indexing metadata
6. Fig. 4. IR spectra of 5% PVA solutions at 172 nm VUV irradiation time for 0 (1), 90 (2), 120 (3), 150 (4), 300 (5) min.

Download (275KB)
Indexing metadata
7. Fig. 5. IR spectra of PVA cross-linked by gamma irradiation in intermolecular type (1), intramolecular type (2) and after 172 nm VUV irradiation (3).

Download (200KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences