Становище върху дисертационен труд за получаване на образователната и научна степен “Доктор”

върху дисертационен труд за получаване на образователната и научна степен “Доктор” по номенклатурна специалност 4.2. Химически науки (Теоретична химия)

Автор на дисертационния труд: Радка Енчева Петкова, редовен докторант в Катедра по Инженерна Химия към ФХФ на СУ.

Тема на дисертационния труд: “Образуване и стабилност на пени в присъствие на повърхностно-активни вещества и полимери”.

Рецензент: Доцент д-р Христо Иванов Христов
1. Докторант Петкова е придобила бакалавърска и магистърската степен в Химически факултет (сега ФХФ) на СУ "Св. Климент Охридски" Дипломната си работа за магистърска степен е защитила с отлична оценка през март 2008 г. От март 2009 година е зачислена на редовна докторантура с научни ръководители проф. д-р Николай Денков и доц. (проф.) д-р Славка Чолакова. През 2012 година е отчислена с право на защита. В момента е назначена като химик в Катедра по Инженерна Химия към ФХФ на СУ. Съавтор е на 3 публикации в международн списания. Резултатите от изследванията й са включени в материали, представени на 3 международни и 2 български научни сесии и конференции, като лично на 4 от тях е представила устни доклади и постер. От 1 октомври 2006 година до 31 юли 2007 година, е специализирала в Comissariat à l’Energie Atomique (DSM/DRECAM/SPEC)–Saclay, France. Водила е упражнения по „Информационни технологии“ за бакалавърска програма „Екохимия“- 90 учебни часа

2. Дисертацията на докторант Петкова съдържа 99 страници, 43 фигури и илюстрации и са цитирани 128 литературни източника. Изследванията са посветени върху пенообразуващата способност (пенливостта) и стабилността на получените пени от смесени полимер-сърфактантни разтвори. Годишно, за различни цели, в света се използват около 15 000 тона повърхностно активни вещества (ПАВ), предимно синтетични, което води до сериозно замърсяване на околната среда. По тази причина, в последните години, се полагат сериозни усилия да се намерят начини да се намали тяхното вредно въздействие. Един от пътищата е да разшири използването на натурални или биоразградими ПАВ, а другия е да се намерят ПАВ, смеси от ПАВ или смеси от ПАВ и полимери, чрез които да се получат желаните свойства на дисперсните системи при значително по-ниски концентрации. В тази връзка, изследванията са актуални, защото всяка стъпка, която допринася за намаляване на вредното въздействие на ПАВ върху околната среда, според мен, трябва да бъде приветствана.

3. Проведени са систематични експерименти с два хидрофилни полимера: катионен – поливиниламин и нейонен – поливинилформамид и три различни типа сърфактанти: 2 анионни (натриев додецил сулфат и натриев додецил полиоксиетилен сулфат), катионен (додецил триметил амониев бромид) и нейонен (полиоксиетилен-23 додецил етер) с цел да се определи пенообразуващата способност на разтворите от съответните смеси, стабилността на получените пени и свойствата на единичните пенни филми. Определени са стойностите на повърхностните напрежения на чисти и смесени системи, а за някои системите са проведни и елипсометрични изследвания. Получените резултати показват, че при силно взаимодействие между ПАВ и полимер се наблюдава значително намаление на обема на получената пяна и значително увеличение на нейната стабилност, докато при случаите когато взаимодействието е слабо, се наблюдава както увеличена пенливост, така и повишена стабилност на получената пяна.

Изследван е и ефекта на полярната глава на сърфактанта и плътността на заряда на полимера върху пенообразуващата способнос и стабилността на получените пени от разтвори на смесените системи. Изследвани са смеси от катионен полимер (поливинил амин) и нейонен полимер (поливинилформамид) с анионно, катионно и нейонно ПАВ, описани по-горе, които имат различен заряд на хидрофилната глава и една и съща дължина на хидрофобната опашка от 12 въглеродни атома. Плътността на зарядите е променян посредством варириране на рН на разтворите. Определени са също и стабилността и дебелината на единичните пенни филми и повърхностните напрежения на системите полимер-ПАВ. Установено е, че пенливостта на разтворите, съдържащи противоположно заредени сърфактант и полимер, намалява значително с увеличаване на плътността на заряда на полимерните молекули.

4. В рамките на дисертационния труд са проведени значителни по обем изследвания с различни, взаимно допълващи се, експериментални техники за изследване на пенливостта и стабилността на пените, повърхностното напрежение, единичните пенни филми, елипсометрия и др. Получените резултати, анализа им, направените изводи и интерпретации са на високо научно ниво. Няма да се спирам подробно на тях защото, надявам се, това ще бъде направено в рецензиите на уважаемите ми колеги. Бих искал да отбележа само, че редица не тривиални ефекти, като нарастване на пенообразуващата способност и стабилността на получените пени от разтвори на смес на катионен сърфактант и катионен полимер, както и значително понижена пенливост на сместа от анионен сърфактант и катионен полимер, не биха могли да бъдат предвидени на база на промените в повърхностното напрежение (динамично или равновесно) или на общото количество адсорбирано вещество на повърхността на разтвора. Използването на комбинация от няколко допълващи се метода е била решаваща, за да се обясни наблюдаваното поведение на пените и пенните филми получени от разтвори на смеси от полимери и ПАВ. Важен резултат е също така, че съществуващите в литературата представи за полимер- сърфактантните взаимодействия не са достатъчни, за да бъдат обяснени някои от получените резултати, например наблюдаваните противоположни ефекти при различни ПАВ с еднакъв заряд, негативния ефект който оказват силните сърфактант-полимерни взаимодействия върху пенливостта и стабилността на пените и др. Както е посочено в дисертационния труд, тези случаи изискват различно обяснение на механизмите на наблюдаваните тенденции. Накрая бих искал да отбележа, че независимо от дългогодишните и многобройни изследвания, все още много въпроси свързани с факторите влияещи върху пенообразуващата способност на ПАВ и стабилността на пените не са ясни. Това важи в още по-голяма степен за случаите на смеси от различни ПАВ. Причината е, че пените са сложни системи, и свойствата им зависят от редица хидродинамични, термодинамични и физикохимични фактори. В този смисъл изследванията описани в дисертационния труд допринасят за по-пълното разбиране на поведението на тези сложни системи.

Авторефератът на дисертацията е изготвен съгласно изискванията, като вярно отразява получените в дисертационния труд резултати и приноси

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Въз основа на гореизложеното, считам, че дисертационния труд отговаря на законовите и нормативни изисквания за получаване на образователната и научна степен “Доктор”. Убедено препоръчвам на почитаемото Научно жури да присъди образователната и научна степен “Доктор” по номенклатурна специалност 4.2. Химически науки (Теоретична химия) на Радка Енчева Петкова.
23.07.2013 г. Изготвил становището:

/Доцент д-р Христо Христов/