Спектроскопічні та калориметричні дослідження бінарних сумішей довголанцюжкових аліфатичних сполук: лауринова кислота та бромід цетилтриметиламонію
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.5.413Ключові слова:
катаніонні комплекси, лауринова кислота, ЦТАБ, ДСК, ІЧ спектроскопіяАнотація
Проведено комплексне дослiдження структурних та термiчних властивостей твердотiльних бiнарних сумiшей довголанцюжкових катiонних i анiонних поверхнево-активних сполук (так званих катанiонних комплексiв), що складаються з бромiду цетилтриметиламмонiю, [H3C(CH2)15-N+(CH3)3]Br−(ЦТАБ), та насичених жирних кислот (ЖК), зокрема CH3(CH2)12COOH (лауринова кислота, kC12). Для з’ясування впливу мiжмолекулярної взаємодiї на особливостi кристалiчної структури та фазових переходiв у цьому класi супрамолекулярних сполук, в представленiй роботi ми придiлили особливу увагу дослiдженню бiнарної сумiшi 1 : 1 кС12-ЦТАБ за допомогою методiв рентгенiвської дифракцiї, диференцiальної скануючої калориметрiї (ДСК) та iнфрачервоної спектроскопiї з перетворенням Фур’є у широкому iнтервалi температур (20–150 ∘С). На пiдставi порiвняння отриманих результатiв з одержаними нами ранiше для iнших бiнарних сумiшей ЦТАБ з ЖК з бiльш довгими алкiльними ланцюжками, запропоновано можливу молекулярну упаковку в кристалiчнiй структурi комплексiв ЖК-ЦТАБ та встановлено механiзм послiдовних фазових переходiв у конденсованому станi таких сполук.
Посилання
<li>P. Jokela, B. Jonsson, A. Khan. Phase equilibria of catanionic surfactant-water systems. J. Phys. Chem. 91, 13291 (1987).
<a href="https://doi.org/10.1021/j100296a037">https://doi.org/10.1021/j100296a037</a>
</li>
<li>E. Marques, A. Khan,M. Miguel, B. Lindman. Self-assembly in mixtures of a cationic and an anionic surfactant: The sodium dodecyl sulfate-didodecyldimethylammonium bromide-water system. J. Phys. Chem. 97, 4729 (1993).
<a href="https://doi.org/10.1021/j100120a028">https://doi.org/10.1021/j100120a028</a>
</li>
<li>P.A. Hassan, S.R. Raghavan, E.W. Kaler. Microstructural changes in SDS micelles induced by hydrotropic salt. Langmuir 18 (7), 2543 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1021/la011435i">https://doi.org/10.1021/la011435i</a>
</li>
<li>N. Vlachy, A. Renoncourt, M. Drechsler, J.-M. Verbavatz, D. Touraud, W. Kunz. Blastulae aggregates: New intermediate structures in the micelle-to-vesicle transition of catanionic systems. J. Colloid and Interface Sci. 320 (1), 360 (2008).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.jcis.2007.12.034">https://doi.org/10.1016/j.jcis.2007.12.034</a>
</li>
<li>E.W. Kaler, K.L. Herrington, K. Marthy, J.A. Zasadzink. Phase behavior and structures of mixtures of anionic and cationic surfactants. J. Phys. Chem. 96 (16), 6698 (1992).
<a href="https://doi.org/10.1021/j100195a033">https://doi.org/10.1021/j100195a033</a>
</li>
<li>N. Dew, T. Bramer, K. Edsman. Catanionic aggregates formed from drugs and lauric or capric acids enable prolonged release from gels. J. Colloid and Interface Sci. 323 (2), 386 (2008).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.jcis.2008.04.008">https://doi.org/10.1016/j.jcis.2008.04.008</a>
</li>
<li>N. Hassan, J.M. Ruso, A. Pi?neiro. Hydrogenated/fluorinated catanionic surfactants as potential templates for nanostructure design. Langmuir 27 (16), 9719 (2011).
<a href="https://doi.org/10.1021/la2019346">https://doi.org/10.1021/la2019346</a>
</li>
<li>D. Ramimoghadam, M.Z. Bin Hussein, Y.H. Taufiq-Yap. The effect of sodium dodecyl sulfate (SDS) and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) on the properties of ZnO synthesized by hydrothermal method. Int. J. Mol. Sci. 13 (10), 13275 (2012).
<a href="https://doi.org/10.3390/ijms131013275">https://doi.org/10.3390/ijms131013275</a>
</li>
<li>H.H. Mantsch, S.F. Weng, P.W. Yang, H.H. Eysel. Structure and thermotropic phase behavior of sodium and potassium carboxylate ionomers. J. Molec. Structure 324 (1–2), 133 (1994).
<a href="https://doi.org/10.1016/0022-2860(93)08234-U">https://doi.org/10.1016/0022-2860(93)08234-U</a>
</li>
<li> M. Antonietti. Surfactants for novel templating applications. Current Opin. Colloid Interf. Sci. 6 (3), 244(2001).
<a href="https://doi.org/10.1016/S1359-0294(01)00089-9">https://doi.org/10.1016/S1359-0294(01)00089-9</a>
</li>
<li> Organized Monolayers and Assemblies: Structure, Processes and Function. Edited by D. Mobius, R. Miller (Elsevier Science, 2002).
</li>
<li> T.A. Gavrilko, V.I. Styopkin, T.V. Bezrodna, G.O. Puchkovska, J. Baran, M. Drozd. Molecular dynamics and phase transitions behavior of binary mixtures of fatty acids and cetyltrimethylammonium bromide as studied via davydov splitting of molecular vibrational modes. Ukr. J. Phys. 58 (7), 636 (2013).
<a href="https://doi.org/10.15407/ujpe58.07.0636">https://doi.org/10.15407/ujpe58.07.0636</a>
</li>
<li> J. Baran, M. Drozd, T.A. Gavrilko, V.I. Styopkin. Structure, molecular dynamics, and thermotropic properties of stearic acid-CTAB catanionic surfactants with different molar ratios. Ukr. J. Phys. 59 (3), 303 (2014).
<a href="https://doi.org/10.15407/ujpe59.03.0303">https://doi.org/10.15407/ujpe59.03.0303</a>
</li>
<li> E. von Sydow. On the structure of crystal form A of lauric acid. Acta Chem. Scand. 10 (1), 1 (1956).
<a href="https://doi.org/10.3891/acta.chem.scand.10-0001">https://doi.org/10.3891/acta.chem.scand.10-0001</a>
</li>
<li> V. Toma?sic, S. Popovic, N. Filipovic-Vincekovic. Solid state transitions of asymmetric catanionic surfactants. J. Colloid and Interface Sci. 215 (2), 280 (1999).
<a href="https://doi.org/10.1006/jcis.1999.6234">https://doi.org/10.1006/jcis.1999.6234</a>
</li>
<li> M.L. Lynch, F.Wireko, M. Tarek, M. Klein. Intermolecular interactions and the structure of fatty acid-soap crystals. J. Phys. Chem. B 105 (2), 552 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1021/jp002602a">https://doi.org/10.1021/jp002602a</a>
</li>
<li> N. Filipovic-Vincekovic, I. Pucic, S. Popovic, V. Toma?sic, D. Te?zak. Solid-phase transitions of catanionic surfactants. J. Colloid and Interface Sci. 188 (2), 396 (1997).
<a href="https://doi.org/10.1006/jcis.1997.4767">https://doi.org/10.1006/jcis.1997.4767</a>
</li>
<li> K. Iwamoto, Y. Ohnuki, K. Sawada, M. Seno. Solid-solid phase transitions of long-chain n-alkyltrimethylammonium halides. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 73 (1–2), 95 (1981).
<a href="https://doi.org/10.1080/00268948108076264">https://doi.org/10.1080/00268948108076264</a>
</li>
<li> G.D. Saraiva, C.E.S. Nogueira, P.T.C. Freire, F.F. Sousa, J.H. Silva, A.M.R. Teixeira, J. Mendes Filho. Temperature-dependent vibrational spectroscopic study and DFT calculations of the sorbic acid. Spectrochimica Acta Part A 137, 1409 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.saa.2014.08.142">https://doi.org/10.1016/j.saa.2014.08.142</a>
</li>
<li> F.F. Sousa, P.T.C. Freire, A.S. Menezes, G.S. Pinheiro, L.P. Cardoso, Jr.P. Alcantara, S.G.C. Moreira, F.E.A. Melo, J. Mendes Filho, G.D. Saraiva. Low-temperature phase transformation studies in the stearic acid: C form. Spectrochimica Acta Part A 148 (9), 280 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.saa.2015.04.003">https://doi.org/10.1016/j.saa.2015.04.003</a>
</li>
<li> R.G. Snyder, S.L. Hsu, S. Krimm. Vibrational spectra in the CH stretching region and the structure of the polymethylene chain. Spectrochimica Acta A 34 (4), 395(1978).
<a href="https://doi.org/10.1016/0584-8539(78)80167-6">https://doi.org/10.1016/0584-8539(78)80167-6</a>
</li>
<li> L.J. Bellami. The Infra-Red Spectra of Complex Molecules, Vol. 1 (Wiley, 1975).
<a href="https://doi.org/10.1007/978-94-011-6017-9">https://doi.org/10.1007/978-94-011-6017-9</a>
</li>
<li> G.O. Puchkovska. Manifestation of structure, dynamics, and polymorphism in vibrational spectra of molecular crystals. Thesis of the Doctoral Dissertation in Phys. and Math. (Kyiv, 1988).
</li>
<li> G.O. Puchkovska, S.P. Makarenko, V.D. Danchuk, A.P. Kravchuk. Temperature study of resonance intermolecular interaction in normal long-chain carboxylic acid crystals using IR absorption spectra. J. Molec. Struct. 744–747, 53 (2005).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2005.01.002">https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2005.01.002</a>
</li>
<li> E.B. Sirota, H.E. King Jr., D.M. Singer, H.S. Shao. Rotator phases of the normal alkanes: An X-ray scattering study. J. Chem. Phys. 98 (7), 5809 (1993).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.464874">https://doi.org/10.1063/1.464874</a>
</li>
<li> C. Sun, M.J. Bojdys, S.M. Clarke, L.D. Harper, A. Jefferson, M.A. Castro, S. Medina. Bulk and adsorbed monolayer phase behavior of binary mixtures of undecanoic acid and undecylamine: Catanionic monolayers. Langmuir 27 (7), 3626 (2011).
<a href="https://doi.org/10.1021/la1048198">https://doi.org/10.1021/la1048198</a></li>
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
