계면활성제 상호작용에 관한 연구

Abstract

Aggregation behaviors of anionic-cationic surfactants were studied by turbidimetric and nephelometric measurements. Mixed micellization and characteristics of the mixed micelles between sodium dodecylsulfate(SDS) and non-ionic surfactant Triton X-100 were also investigated by surface-tension, conductivity, and fluorescence probe techniques. SDS and Cetyltrimethylammonium bromide(CTAB) showed turbidy maxima at equivalent point when SDS concentration is 0.1 0.9mM, and the maxima in scattered light intensity up to SDS concentration as low as 0.001mM. Triton X-100 did not interfere the observation of the maxima, but rather sharpen it. These results were interpreted in terms of 1:1 cationic-anionic aggregate formation and mixed micellization. Anionic surfactants bearing shorter alkyl chain than dodecyl group did not show turbidity and/or scattered light maxima in titration with CTAB or CPB at equivalent, but exhibited complex behaviors. These were attributed to the contribation of hydrophobic interaction in aggregate and mixed micelle formation. Inorganic salts (Nacl, Na_(3)PO_(4), Na_(2)SO_(4)) gave large effect on the aggregation, but the results could not be explained by simple salt effects. The specific interaction involing inorganic anions were proposed. CMC of mixed micelle formation between SDS and Triton X-100 showed large negative deviation from ideality. The calculation of interaction parameter by iteration method was β=-2.1. The non-ideality arises largely from decreased activity of SDS in the mixed micelle. The results emssion quenching of Ru(bpy)_(3)^(2+) by 9-methylanthracene gave mean aggregation numbers in mixed micelle, 62 for SDS homomicelles, and the number decreased with concomittant increase in the SDS mole fraction. However total aggregation (n￣SDS + n￣triton) number in mixed micelles showed little dependency on SDS· The micropolarity of hydrocarbon core of mixed micelle measured by pyrene probe increased as mole fraction of Triton X-100 in the micelle increases. The plot of vs mole fraction of SDS in the micelle exhibited large positive deviation from linearity indicating loose packing fo hydrocarbon chains in the mixed micelle.;양이온 - 음이온 계면활성제간의 회합을 혼탁도와 네펠로법으로 연구하였다. 양이온성 계면활성제, Cetyltrimethylammonium brumide (CTAB) 또는 Cetylpyridinium bromide (CPE)에 의한 Sodium dodecylsulfate (SDS)의 혼탁 적정결과 SDS 농도가 0.1 - 0.9 mM 에서는 당량점에서 혼탁도의 극대가 나타났다. 그리고 nephelometry적 적정에서는 SDS 농도가 0.001 mM인 낮은 농도에서도 광산란 최대가 당량점에서 나타났다. 비이온성 계면활성제 Triton X-100 (Polyethylene Glycol p-lsooctyl phenyl ether)의 첨가는 당량점에서의 극대현상을 더욱 민감하게 하였다. 이와같은 관찰은, 양이온 - 음이온 계면활성제의 1:1 회합체 형성과 광범위한 조성의 혼합미셀 형성으로 설명되었으며, 수용액에서 이온성 계면활성제의 간편한 혼탁 및 nephelometry적 분석의 근거를 마련하였다. 음이온성 계면활성제 SDS와 비이온성 계면활성제 Triton X-100이 형성하는 SDS / Triton X-100 혼합미셀 형성과 형성된 미셀의 회합수와 탄화수소 부분의 미셀극성을 표면장력법, 전기전도도 및 형광표지법으로 연구하였다. SDS / Triton X-100 혼합미셀의 CMC는 각각의 단일미셀의 임계미셀 농도사이에서 측정되었으며, 이상용액의 CMC에서 크게 벗어났다. 정규용액 이론을 사용하여 SDS / Triton X-100 간의 인력파라미터를 구했으며 그 값은 -2.1 이었다. 이 혼합미셀의 비이상성은 SDS의 활동도 감소에 크게 기인되었다. Ru(bpy)^(2+)_(3) 발광의 9-Methylanthracene에 의한 소광실험 결과에서 구한 SDS / Triton X-100 혼합미셀의 회합수는 SDS / Triton X-100 중에 SDS의 몰분율에 거의 무관하였다. 그리고 이들 혼합미셀의 미세극성은 SDS / Triton X-100의 이상적 혼합에서 벗어나 혼합미셀의 극성이 크게 나타났다. 이 결과는 혼합미셀의 탄화수소부분이 단일미셀에 비해 느슨하게 쌓인것으로 해석된다.