Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ

Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ

Изучено влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов катионных ПАВ на основе октадецилпропилендиамина и алкиламидополиамина. Показано, что введение многоатомных спиртов и гексана в водные растворы ПАВ на основе алкиламидополиамина приводит к росту ξ-потенциала мицелл...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2008
Hauptverfasser: Жигалова, О.Л., Опанасенко, О.Н., Крутько, Н.П.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2008
Schriftenreihe:Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76074
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ / О.Л. Жигалова, О.Н. Опанасенко, Н.П. Крутько // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 571-577. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-76074
record_format dspace
spelling irk-123456789-760742015-10-28T17:13:06Z Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ Жигалова, О.Л. Опанасенко, О.Н. Крутько, Н.П. Изучено влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов катионных ПАВ на основе октадецилпропилендиамина и алкиламидополиамина. Показано, что введение многоатомных спиртов и гексана в водные растворы ПАВ на основе алкиламидополиамина приводит к росту ξ-потенциала мицелл, что обусловлено изменением области существования устойчивых коллоидных систем. По эффективности действия гидротропы образуют следующий ряд: этиленгликольгексан глицерин. Введение данных соединений в растворы диамина оказывает незначительное влияние на электрокинетические характеристики системы. Вивчено вплив солюбілізації на електрокінетичні властивості кольоїдних розчинів катіонних ПАР на основі октадецилпропілендіаміну і алкіламідополіаміну. Показано, що додавання багатоатомових спиртів і гексану у водяні розчини ПАР на основі алкіламідополіаміну призводить до зростання -потенціялу міцель, що обумовлено зміною области існування стійких кольоїдних систем. За ефективністю дії гідротропи утворюють наступний ряд: етиленглікольгексангліцерин. Додавання зазначених сполук у розчини діаміну має незначний вплив на електрокінетичні характеристики системи. An influence of solubilisation on electrokinetic properties of colloidal solutions of cationic surfactants based on octadecylpropylendiamine and alkylamidopolyamine is investigated. As shown, the introduction of polyatomic spirits and hexane into water solutions of surfactants based on alkylamidopolyamine results in growth of the micelles’ -potential, which is caused by change of existence area of steady colloidal systems. Efficiency of hydrotropic-substances’ action forms the series as follows: ethylene glycolhexaneglycerine. Introduction of these compounds into diamine solutions exerts insignificant influence on electrokinetic characteristics of a system. 2008 Article Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ / О.Л. Жигалова, О.Н. Опанасенко, Н.П. Крутько // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 571-577. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 81.16.Dn,81.16.Fg,82.20.Yn,82.30.Vy,82.33.Nq,82.70.Uv,83.80.Qr http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76074 ru Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Изучено влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов катионных ПАВ на основе октадецилпропилендиамина и алкиламидополиамина. Показано, что введение многоатомных спиртов и гексана в водные растворы ПАВ на основе алкиламидополиамина приводит к росту ξ-потенциала мицелл, что обусловлено изменением области существования устойчивых коллоидных систем. По эффективности действия гидротропы образуют следующий ряд: этиленгликольгексан глицерин. Введение данных соединений в растворы диамина оказывает незначительное влияние на электрокинетические характеристики системы.
format Article
author Жигалова, О.Л.
Опанасенко, О.Н.
Крутько, Н.П.
spellingShingle Жигалова, О.Л.
Опанасенко, О.Н.
Крутько, Н.П.
Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
author_facet Жигалова, О.Л.
Опанасенко, О.Н.
Крутько, Н.П.
author_sort Жигалова, О.Л.
title Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ
title_short Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ
title_full Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ
title_fullStr Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ
title_full_unstemmed Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ
title_sort влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов пав
publisher Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
publishDate 2008
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76074
citation_txt Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ / О.Л. Жигалова, О.Н. Опанасенко, Н.П. Крутько // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 571-577. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
work_keys_str_mv AT žigalovaol vliâniesolûbilizaciinaélektrokinetičeskiesvojstvakolloidnyhrastvorovpav
AT opanasenkoon vliâniesolûbilizaciinaélektrokinetičeskiesvojstvakolloidnyhrastvorovpav
AT krutʹkonp vliâniesolûbilizaciinaélektrokinetičeskiesvojstvakolloidnyhrastvorovpav
first_indexed 2025-07-06T00:32:52Z
last_indexed 2025-07-06T00:32:52Z
_version_ 1836855562872029184
fulltext 571 PACS numbers: 81.16.Dn, 81.16.Fg, 82.20.Yn, 82.30.Vy, 82.33.Nq, 82.70.Uv, 83.80.Qr Влияние солюбилизации на электрокинетические свойства коллоидных растворов ПАВ О. Л. Жигалова, О. Н. Опанасенко, Н. П. Крутько Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9, 220072 Минск, Беларусь Изучено влияние солюбилизации на электрокинетические свойства колло- идных растворов катионных ПАВ на основе октадецилпропилендиамина и алкиламидополиамина. Показано, что введение многоатомных спиртов и гексана в водные растворы ПАВ на основе алкиламидополиамина приводит к росту ξ-потенциала мицелл, что обусловлено изменением области сущест- вования устойчивых коллоидных систем. По эффективности действия гид- ротропы образуют следующий ряд: этиленгликольгексанглицерин. Введение данных соединений в растворы диамина оказывает незначитель- ное влияние на электрокинетические характеристики системы. Вивчено вплив солюбілізації на електрокінетичні властивості кольоїдних розчинів катіонних ПАР на основі октадецилпропілендіаміну і алкіламі- дополіаміну. Показано, що додавання багатоатомових спиртів і гексану у водяні розчини ПАР на основі алкіламідополіаміну призводить до зрос- тання -потенціялу міцель, що обумовлено зміною области існування стійких кольоїдних систем. За ефективністю дії гідротропи утворюють наступний ряд: етиленглікольгексангліцерин. Додавання зазначених сполук у розчини діаміну має незначний вплив на електрокінетичні хара- ктеристики системи. An influence of solubilisation on electrokinetic properties of colloidal solu- tions of cationic surfactants based on octadecylpropylendiamine and alkyla- midopolyamine is investigated. As shown, the introduction of polyatomic spirits and hexane into water solutions of surfactants based on alkylamido- polyamine results in growth of the micelles’ -potential, which is caused by change of existence area of steady colloidal systems. Efficiency of hydro- tropic-substances’ action forms the series as follows: ethylene glycolhex- aneglycerine. Introduction of these compounds into diamine solutions ex- erts insignificant influence on electrokinetic characteristics of a system. Ключевые слова: солюбилизация, коллоидные растворы ПАВ, ξ-потенци- Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2008, т. 6, № 2, сс. 571–577  2008 ІÌÔ (Інститут металофізики ім. Ã. В. Курдюмова НАН Óкраїни) Надруковано в Óкраїні. Ôотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 572 О. Л. ЖИÃАЛОВА, О. Н. ОПАНАСЕНКО, Н. П. КРÓТЬКО ал мицелл. (Получено 28 сентября 2006 г.) 1. ВВЕДЕНИЕ Одним из важнейших современных направлений в коллоидной хи- мии является создание супрамолекулярных ансамблей с контроли- руемыми свойствами и структурой. Структурно-организованные микроэмульсионные среды как термодинамически устойчивые сис- темы, содержащие надмолекулярные самоорганизованные ансамб- ли поверхностно-активных веществ (ПАВ), обладают рядом уни- кальных свойств: наличием большого избытка энергии, связанного с высокоразвитой межфазной поверхностью раздела, лиофильно- стью, высокой дисперсностью, большой подвижностью и узким диапазоном распределения капель по размерам [1]. Основой, на базе которой разрабатываются микроэмульсии с за- данными коллоидно-химическими характеристиками, является детальное исследование электрокинетических явлений в поверхно- стных слоях, которые связаны с распределением в них электриче- ских зарядов, и возникновением скачков потенциала в поверхно- стях раздела фаз. Электрокинетический потенциал поверхности является одной из немногих электрических характеристик частиц дисперсной системы, доступной прямому экспериментальному оп- ределению вне зависимости от агрегатного состояния, химической природы частиц и топологических особенностей дисперсных систем [2]. Этим определяется его исключительно важная роль при разра- ботке оптимального состава при создании агрегативно устойчивых ультрадисперсных систем. Одним из способов получения таких систем является солюбилизация органических соединений мицел- лярными растворами ПАВ. Введение солюбилизатов позволяет ре- гулировать фазовое поведение ПАВ в растворе и строение мицелл, что приводит к образованию термодинамически устойчивых кол- лоидных систем [3]. Целью работы — изучение влияния солюбилизации на электро- кинетические свойства коллоидных растворов ПАВ. 2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Объектами исследования служили катионные ПАВ на основе диа- минов — октадецилпропилендиамин и полиаминов — алкиламидо- полиамин (коммерческие продукты фирмы СЕСА (Ôранция)) и со- любилизаты — этиленгликоль, глицерин и гексан. ξ-потенциал водных растворов ПАВ определяли с использовани- СОЛЮБИЛИЗАЦИЯ И ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ПАВ573 ем установки микроэлектрофорометр Zetaphoremeter IV (Ôранция). Принцип работы прибора основан на измерении электрофоретиче- ской подвижности частиц, с использованием которой рассчитыва- ется по уравнению Ãельмгольца–Смолуховского (1) величина ξ- потенциала [3]: 0 0 u E      , (1) где  — вязкость жидкости; u0 — постоянная линейная скорость жидкости; ε0 — диэлектрическая проницаемость вакуума (электри- ческая постоянная);  — диэлектрическая проницаемость среды; Е — напряженность внешнего электрического поля. Водные растворы ПАВ были приготовлены последовательным разбавлением исходного раствора ПАВ при постоянном значении рН, равном 2,0. Ãликоли и гексан в водные растворы ПАВ вводили в количестве 1% (масс. об.). Системы интенсивно перемешивали и выдерживали до установления равновесия. Измерения электроки- нетических характеристик проводили в изотермических условиях при 201С. На рисунке 1 представлена зависимость ξ-потенциала водных растворов ПАВ от их концентрации. Как видно из рис. 1, при малых концентрациях полиамина (кри- вая 1) ξ-потенциал вначале растет, достигая максимального значе- ния 21 мВ, а затем происходит его незначительное снижение с вы- ходом кривой на плато. В растворах диамина (область низких кон- центраций, кривая 2) наблюдается аналогичная картина. Однако, в отличие от первого случая, в области высоких концентраций диа- мина знак ξ-потенциала меняется на противоположный, что вызва- 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,0 35 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35   C (%) mV Рис. 1. Зависимость ξ-потенциала от концентрации водных растворов ПАВ: 1 — полиамин; 2 — диамин. 574 О. Л. ЖИÃАЛОВА, О. Н. ОПАНАСЕНКО, Н. П. КРÓТЬКО но, по-видимому, перезарядкой коллоидных частиц. Есть основания предположить, что область максимальных зна- чений ξ-потенциала соответствует области мицеллообразования в растворах данных ПАВ, а концентрация в экстремумах кривых со- ответствует критическим концентрациям мицеллообразования (ККÌ), выше которых в растворе самопроизвольно протекают про- цессы образования мицелл и истинный раствор переходит в ульт- рамикрогетерогенную систему. Значения ККÌ полиамина и диа- мина составляют 9,7104% и 3,9103%, соответственно. Следова- тельно, мицеллообразование в растворах полиамина наблюдается в области более низких концентраций, что связано, вероятно, с хи- мическим строением и конфигурацией его углеводородных радика- лов, с наличием двойных связей и гетероатомов в цепи. В растворах же диамина образование мицелл происходит в области более высо- ких концентраций. Дальнейшее увеличение концентрации ПАВ в этом случае при- водит уже к образованию мицеллярных агрегатов глобулярной фор- мы в растворе [4], что также связано с химическим строением диа- мина, к падению ξ-потенциала и к перезарядке коллоидных частиц. Как известно [5], фазовое поведение ПАВ можно эффективно ре- гулировать введением органических соединений в растворы ПАВ. Ìеханизм их действия обусловлен несколькими факторами: нару- шением нативной структуры воды и ослаблением гидрофобных взаимодействий; нарушением жидкокристаллического порядка и образованием смешанных мицелл. Введение в дисперсию мицелло- образующих ПАВ органических соединений может в зависимости от их природы либо затруднять мицеллообразование, либо способ- ствовать этому процессу. Введение спиртов в растворы полиамина увеличивает ξ-потенци- ал системы (рис. 2) по сравнению с исходным раствором. Этиленг- ликоль повышает растворимость ПАВ, тем самым существенно расширяя область существования сферических мицелл, что и под- тверждается значениями электрокинетических характеристик, в то время как введение глицерина производит незначительный эф- фект. Ãликоли хорошо растворимы в воде, и только небольшое число их молекул проникает в мицеллу в результате равновесного меж- фазного распределения [3]. Ìногоатомные спирты упрочняют структуру воды, что проявляется в снижении электрофоретической подвижности ионов ПАВ с 2,1 до 0,83 (мкм/с)/(В/см), и, как след- ствие, в повышении агрегативной устойчивости системы. Введение гексана в водные растворы полиамина также приводит к увеличению ξ-потенциала системы по сравнению с исходным кол- лоидным раствором. Способ включения молекул гексана в мицел- лы, отличен от способа включения гликолей: молекула гексана СОЛЮБИЛИЗАЦИЯ И ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ПАВ575 проникает внутрь мицеллы, увеличивает ее объем, изменяя кри- визну поверхности и относительные размеры. Ãликоли очень хорошо растворимы в воде, и только небольшое число их молекул проникает в мицеллу в результате равновесного межфазного распределения [3]. Ìногоатомные спирты упрочняют структуру воды, что проявляется в снижении электрофоретической подвижности ионов ПАВ с 2,1 до 0,83 (мкм/с)/(В/см), и, как след- ствие, в повышении агрегативной устойчивости полученной систе- мы. Введение гексана в водные растворы полиамина также приводит к увеличению ξ-потенциала системы по сравнению с исходным кол- лоидным раствором. Способ включения молекул гексана в мицел- лы, отличен от способа включения гликолей: молекула гексана проникает внутрь мицеллы, увеличивает ее объем, слегка изменяя кривизну поверхности и относительные размеры. Таким образом, введение гликолей и гексана в растворы полиамина расширяет гра- ницы существования мицелл в растворе. На рисунке 3 представле- ны значения электрокинетических характеристик растворов диа- а б в Рис. 2. Зависимость ξ-потенциала от концентрации водных растворов ПАВ: а — полиамин (1) и полиаминэтиленгликоль (2); б — полиамин (1) и полиаминглицерин (2); в — полиамин (1) и полиамингексан (2). 576 О. Л. ЖИÃАЛОВА, О. Н. ОПАНАСЕНКО, Н. П. КРÓТЬКО мина в зависимости от природы солюбилизата. Как показывает анализ экспериментальных данных, введение гликолей и гексана в растворы диамина незначительно увеличивает ξ-потенциал системы, по сравнению с исходным коллоидным рас- твором. По мере увеличения содержания в системе противоионов солюбилизата и сжатия двойного электрического слоя ξ-потенциал коллоидных частиц снижается практически до нуля и не изменяет- ся с дальнейшим увеличением концентрации. Следовательно, вве- дение в дисперсию диамина органических соединений приводит к незначительному изменению электроповерхностных свойств сис- темы и к сужению мицеллярной области. На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что введение многоатомных спиртов и предельных углеводородов в водные растворы полиамина приводит к расширению мицеллярной области и к росту -потенциала мицелл. По эффективности дейст- вия гидротропы образуют следующий ряд: этиленгликольгек- санглицерин. Введение данных соединений в растворы диамина 0,000 0,00 5 0,010 0,015 0 ,020 0,025 0,0 30 0,035 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 а    mV C, % 0,000 0,005 0 ,010 0,015 0,020 0 ,025 0,030 0,03 5 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 б C, %  mV   а б 0,000 0,005 0,0 10 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 -4 0 -3 0 -2 0 -1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 в   C, % mV в Рис. 3. Зависимость ξ-потенциала от концентрации водных растворов ПАВ: а — диамин (1) и диаминэтиленгликоль (2); б — диамин (1) и диа- минглицерин (2); в — диамин (1) и диамингексан (2). СОЛЮБИЛИЗАЦИЯ И ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ПАВ577 оказывает незначительное влияние на электроповерхностные ха- рактеристики системы. Таким образом, проведенные исследования показали, что солю- билизация органических соединений мицеллярными растворами ПАВ приводит к росту -потенциала мицелл, что обусловлено изме- нением области существования устойчивых коллоидных систем. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. К. Ìиттел, Мицеллообразование, солюбилизация и микроэмульсии (Ìосква: Ìир: 1980). 2. Е. Е. Бибик, Журнал прикладной химии, 78, вып. 2: 225 (2005). 3. Ю. Ã. Ôролов, Курс коллоидной химии (Ìосква: Химия: 1988). 4. Н. А. Смирнова, Успехи химии, 74, № 2: 138 (2005). 5. К. Шинода, Т. Накагава и др., Коллоидные поверхностно-активные веще- ства (Ìосква: ИЛ: 1966).

Ähnliche Einträge