Poly (methacrylic acid)의 구조전이에 미치는 계면활성제 및 아미드류의 영향에 관한 연구

Abstract

Poly(methacrylic acid) (PMA)외 수용액에서의 pH에 따른 구조전이에 대한 계면활성제 및 아미드외 영향을 알아 보기 위하여 전위차 적정법, 점성도 측정법 그리고 tris(diimine)ruthenium(Ⅱ) (RuL^(2+)_(3))과 pyrene을 probe로 한 방출 스펙트럼의 분석을 수행하였다. 사용한 계면활성제는 비이온성 계면활성제인 Triton X-100과 양이온성 계면활성제인 cetyltrimethylammonium bromide (CTAB)와 dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB)였다. 이들 계면활성제는 PMA와 낮은 pH에서는 침전을 형성 하였다. 그러나 그와 같은 계면활성제와 PMA의 결합은 PMA의 협동적인 구조전이에 영향을 미치지 않았다. 계면활성제의 존재는 PMA의 밀집된 구조를 오히려 불안정화 시키는 것으로 나타났다. PMA의 카르복시기가 해리된 높은 pH에서 양이온성 계면활성제는 PMA에 결합 하고, 또 그것의 소수성 꼬리끼리 회합하여 확장된 PMA 분자의 부피를 감소 시켜, 높은 pH에서도 PMA의 수용액이 소수성 물질에 소수성 환경을 제공하는 것으로 관찰되었다. 그러나 Triton X-100은 높은 pH에서는 PMA와 결합하지 않는 것으로 나타났다. 이와같은 결과들은 PMA가 밀집된 구조를 하고 있는 낮은 pH에서는 PMA와 계면활성제간에 소수성 상호 작용도 하지만, PMA가 확장된 구조를 하고 있는 높은 pH에서는 주로 정전기적 상호 작용을 한다는 것을 의미 한다. 아미드 화합물의 첨가는 낮은 pH에서도 PMA의 밀집된 사슬을 풀리게 하였다. 사용된 아미드류, N,N'-dimethylformamide(DMF), N-methylformamide(NMF)와 formamide(FA) 중 DMF의 효과가 가장 컸으며 그 다음으로 NMF,그리고 FA의 효과가 가장 적었다. 이는 이들이 갖는 곁가지의 소수성의 크기의 순서와 같다. 이것으로부터 PMA의 밀집된 구조는 아마도 메틸기들간의 소수성 상호작용에 의하여 안정화 된다고 여겨진다.;The effect of surfactants and amides on the pH-dependent conformational transition of poly(methacrylic acid), PMA, has been investigated by means of potentiometric titration, viscometry, and tris(diimine)ruthenium(Ⅱ) and pyrene probed luminescence studies. Cationic surfactants bound to PMA at high pH and formed aggregates which have solubilizing power to hydrophobic solutes such as pyrene and provide hydrophobic microenvironment to the solubilizate. But there was no evidence that nonionic Triton X-100 bind to PMA at high pH. Both nonionic and cationic surfactants bound to PMA in low pH and formed precipitates, but the cooperative conformational transition of PMA was little affected by the binding of the surfactants. These results imply that the extended PMA at high pH interacts with surfactants mainly by electrostatic attractive force, while the hydrophobic interaction between the surfactant and the polymer is also involved at low pH at which PMA adopts compact conformation. Amides appeared to destablize the compact conformation of PMA even in low pH. The order of effectiveness in destablizing of compact conformation of PMA was N,N'-dimethylformamide > N-methylformamide > formamide, which is the same as the order of hydrophobicity of the amides employed. This suggests that the compact conformation of PMA is stabilized by the hydrophobic interaction, possibly, among methyl groups.