여러 Amide가 CTAB의 micelle 形成에 미치는 影響에 關한 硏究

Abstract

계면활성제 Cetyltrimethyl ammonium Bromide(CTAB) 수용액에서의 amide의 첨가에 따른 critical micelle concentration(CMC) 및 이 CMC의 온도에 따른 변화를 용액의 전기 전도를 측정하므로 구했다. amide의 몰분율(mole fraction)에 대한 CMC의 증가 경향은 DMF>Acetamide>Formamide의 순서로 이는 amide의 극성정도가 적을수록 큼을 나타내고 있으나 amide의 첨가에 따른 CTAB의 CMC값은 물보다 낮은 유전상수를 갖는 N,N' - dim ethylformamide(DMF) and acetamide의 경우에 온도가 증가할수록 증가하였다. 반면에 물보다 높은 유전상수를 갖는 formamide의 경우는, CMC값이 온도가 높아질수록 감소하였다. CMC의 온도 의존성은 DMF-H_(2)O, acetamide - H_(2)O계에서의 micelle형성이 exothermic과정이며 ΔH^(0)m은 거의 온도에 무관함을 보이나 formamide - H_(2)O계에서의 micelle형성은 endothermic과정이며 ΔH^(0)m이 온도 증가에 따라 증가함을 보였다. 이는 DMF 및 formamide의 첨가가 용매의 유전상수를 감소시켜 head group간의 정전기적 반발력을 증대시키므로 micelle 이 불안정하나 formamide의 첨가는 오히려 유전상수를 증대시키므로 micelle을 안정하게 한다고 설명할 수 있다. 또한 CMC에 대한 탄화수소 사슬주위의 물구조와 탄화수소-물의 상호접촉 에너지의 기여가 논의되어 졌다.;The critical micelle concentration (CMC) of aqueous solutions of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) containing various amounts of amides has been determined at 25, 35 and 45℃ by means of electric conductance measurements. The order of effectiveness in increasing CMS with mole fraction of amide is DMF > Acetamide > Formamide; the less polar the amide is, the more this effect is. The effectiveness of amides on the CMC of CTAB was increased as temperature increased for NN'-dimethylformamide (DMF) and acetamide giving higher CMC values at higher temperature, while in case of formamide which has higher dielectric constant than water, the CMC rather decreases as temperature increases. The temperature dependence of CMC indicated that the formation of micelles in DMF - H_(2)O and acetamide - H_(2)O systems is an exothermic process and the heat of micelle formation(ΔH^(0)m) is nearly temperature independent, where-as in formamide - H_(2)O systems the process is endothermic and ΔH^(0)m increases with increasing temperature. These results were interpretated as lowering of the dielectric constant of solvent medium by DMF and acetamide additions and resulting an increase of electrostatic repulsion energy between polar head groups and thus leading micelles to be unstable. However, the addition of formamide raise dielectric constant of solvent medium, leading micelles to be stable. Also contributions of structure of water near hydrocarbon chain and hydro carbon - water interfacial energy on CMC were discussed.