Молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод
The 1:1 solid phase complexes of stearic (SA) and behenic (BA) fatty acids (FA) with cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) are prepared from an equimolar ethanol solution of their binary mixtures. A supramolecular complexation between FA and CTAB molecules is proven with FTIR spe...
Gespeichert in:
| Datum: | 2018 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Publishing house "Academperiodika"
2018
|
| Online Zugang: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018334 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Institution
Ukrainian Journal of Physics| _version_ | 1863131172612079616 |
|---|---|
| author | Gavrilko, T. A. Puchkovska, G. O. Styopkin, V. I. Bezrodna, T. V. Baran, J. Drozd, M. |
| author_facet | Gavrilko, T. A. Puchkovska, G. O. Styopkin, V. I. Bezrodna, T. V. Baran, J. Drozd, M. |
| author_sort | Gavrilko, T. A. |
| baseUrl_str | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2019-03-07T14:13:09Z |
| description | The 1:1 solid phase complexes of stearic (SA) and behenic (BA) fatty acids (FA) with cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) are prepared from an equimolar ethanol solution of their binary mixtures. A supramolecular complexation between FA and CTAB molecules is proven with FTIR spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), and differential scanning calorimetry (DSC). A single-phase layered crystalline structure of both CTAB:SA and CTAB:BA complexes is revealed by XRD. The greatly enhanced thermal stability of the CTAB:FA complexes over the pure FA (by about 40–50oC) is found with DSC along with a number of successive solid-solid phase transitions. The temperature-dependent FTIR study of the Davydov splitting for CH2 rocking (720–730 cm^-1) vibrations revealed a significant difference in the conformational disorder of methylene chains and the molecular packing in successive solid phases of CTAB:SA and CTAB:BA complexes. Our research provides a molecular basis for a prospective application of such class of binary mixtures of oppositely charged cationic and anionic surfactants in thermo-sensitive supramolecular systems. |
| doi_str_mv | 10.15407/ujpe58.07.0636 |
| first_indexed | 2025-10-02T01:14:25Z |
| format | Article |
| id | ujp2-article-2018334 |
| institution | Ukrainian Journal of Physics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-10-02T01:14:25Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Publishing house "Academperiodika" |
| record_format | ojs |
| spelling | ujp2-article-20183342019-03-07T14:13:09Z Molecular Dynamics and Phase Transitions Behavior of Binary Mixtures of Fatty Acids and Cetyltrimethylammonium Bromide as Studied via Davydov Splitting of Molecular Vibrational Modes Молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод Gavrilko, T. A. Puchkovska, G. O. Styopkin, V. I. Bezrodna, T. V. Baran, J. Drozd, M. FTIR spectroscopy X-ray diffraction DSC CTAB fatty acids supramolecular complex The 1:1 solid phase complexes of stearic (SA) and behenic (BA) fatty acids (FA) with cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) are prepared from an equimolar ethanol solution of their binary mixtures. A supramolecular complexation between FA and CTAB molecules is proven with FTIR spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), and differential scanning calorimetry (DSC). A single-phase layered crystalline structure of both CTAB:SA and CTAB:BA complexes is revealed by XRD. The greatly enhanced thermal stability of the CTAB:FA complexes over the pure FA (by about 40–50oC) is found with DSC along with a number of successive solid-solid phase transitions. The temperature-dependent FTIR study of the Davydov splitting for CH2 rocking (720–730 cm^-1) vibrations revealed a significant difference in the conformational disorder of methylene chains and the molecular packing in successive solid phases of CTAB:SA and CTAB:BA complexes. Our research provides a molecular basis for a prospective application of such class of binary mixtures of oppositely charged cationic and anionic surfactants in thermo-sensitive supramolecular systems. Дослiджено твердофазнi 1:1 комплекси, що складаються зi стеаринової або бегенової кислоти (СА або ВА вiдповiдно) та гексадецилтриметiламонiумбромиду (СТАВ) – катiонної поверхнево-активної речовини, отриманi з вiдповiдних еквiмолярних розчинiв в етанолi. Утворення супрамолекулярного комплексу мiж молекулами жирних кислот та СТАВ пiдтверджують данi IЧ-спектроскопiї, дифракцiї рентгенiвських променiв та диференцiйної сканувальної калориметрiї (ДСК). Данi рентгенiвської дифракцiї свiдчать про утворення шаруватої кристалiчної структури для обох дослiджених комплексiв – CTAB:СA i CTAB:BA. За допомогою методу ДСК виявлено значне пiдвищення термiчної стабiльностi утворених комплексiв порiвняно з чистими кислотами (пiдвищення температури плавлення приблизно на 40–50 oC) та iснування кiлькох послiдовних фазових переходiв. Дослiджено температурну залежнiсть величини давидовського розщеплення в IЧ-спектрах дослiджених комплексiв для коливальних смуг маятникових коливань метиленових груп (спектральна дiлянка 720–730 см^-1). Виявлено значнi вiдмiнностi у конформацiї метиленових ланцюжкiв та упаковцi молекул у послiдовних фазових станах двох комплексiв залежно вiд довжини алкiльного ланцюга кислотного фрагмента. Отриманi результати можуть правити за основу для подальшого застосування дослiджуваних бiнарних сумiшей катiонних та анiонних ПАР при розробцi термочутливих супрамолекулярних систем. Publishing house "Academperiodika" 2018-10-10 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018334 10.15407/ujpe58.07.0636 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 58 No. 7 (2013); 636 Український фізичний журнал; Том 58 № 7 (2013); 636 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe58.07 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018334/290 Copyright (c) 2018 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| spellingShingle | Gavrilko, T. A. Puchkovska, G. O. Styopkin, V. I. Bezrodna, T. V. Baran, J. Drozd, M. Молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод |
| title | Молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод |
| title_alt | Molecular Dynamics and Phase Transitions Behavior of Binary Mixtures of Fatty Acids and Cetyltrimethylammonium Bromide as Studied via Davydov Splitting of Molecular Vibrational Modes |
| title_full | Молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод |
| title_fullStr | Молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод |
| title_full_unstemmed | Молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод |
| title_short | Молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод |
| title_sort | молекулярна динамiка та фазовi перетворення у бiнарних сумiшах жирних кислот та гексадецилтриметiламонiумбромиду: дослiдження давидовського розщеплення молекулярних коливальних мод |
| topic_facet | FTIR spectroscopy X-ray diffraction DSC CTAB fatty acids supramolecular complex |
| url | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018334 |
| work_keys_str_mv | AT gavrilkota moleculardynamicsandphasetransitionsbehaviorofbinarymixturesoffattyacidsandcetyltrimethylammoniumbromideasstudiedviadavydovsplittingofmolecularvibrationalmodes AT puchkovskago moleculardynamicsandphasetransitionsbehaviorofbinarymixturesoffattyacidsandcetyltrimethylammoniumbromideasstudiedviadavydovsplittingofmolecularvibrationalmodes AT styopkinvi moleculardynamicsandphasetransitionsbehaviorofbinarymixturesoffattyacidsandcetyltrimethylammoniumbromideasstudiedviadavydovsplittingofmolecularvibrationalmodes AT bezrodnatv moleculardynamicsandphasetransitionsbehaviorofbinarymixturesoffattyacidsandcetyltrimethylammoniumbromideasstudiedviadavydovsplittingofmolecularvibrationalmodes AT baranj moleculardynamicsandphasetransitionsbehaviorofbinarymixturesoffattyacidsandcetyltrimethylammoniumbromideasstudiedviadavydovsplittingofmolecularvibrationalmodes AT drozdm moleculardynamicsandphasetransitionsbehaviorofbinarymixturesoffattyacidsandcetyltrimethylammoniumbromideasstudiedviadavydovsplittingofmolecularvibrationalmodes AT gavrilkota molekulârnadinamikatafazoviperetvorennâubinarnihsumišahžirnihkislottageksadeciltrimetilamoniumbromidudoslidžennâdavidovsʹkogorozŝeplennâmolekulârnihkolivalʹnihmod AT puchkovskago molekulârnadinamikatafazoviperetvorennâubinarnihsumišahžirnihkislottageksadeciltrimetilamoniumbromidudoslidžennâdavidovsʹkogorozŝeplennâmolekulârnihkolivalʹnihmod AT styopkinvi molekulârnadinamikatafazoviperetvorennâubinarnihsumišahžirnihkislottageksadeciltrimetilamoniumbromidudoslidžennâdavidovsʹkogorozŝeplennâmolekulârnihkolivalʹnihmod AT bezrodnatv molekulârnadinamikatafazoviperetvorennâubinarnihsumišahžirnihkislottageksadeciltrimetilamoniumbromidudoslidžennâdavidovsʹkogorozŝeplennâmolekulârnihkolivalʹnihmod AT baranj molekulârnadinamikatafazoviperetvorennâubinarnihsumišahžirnihkislottageksadeciltrimetilamoniumbromidudoslidžennâdavidovsʹkogorozŝeplennâmolekulârnihkolivalʹnihmod AT drozdm molekulârnadinamikatafazoviperetvorennâubinarnihsumišahžirnihkislottageksadeciltrimetilamoniumbromidudoslidžennâdavidovsʹkogorozŝeplennâmolekulârnihkolivalʹnihmod |