Interação entre líquidos iônicos mono e dicatiônicos derivados do imidazolíneo e metilcelulose em solução aquosa e estado gel
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/17719 |
Resumo: | This paper describes the interactions between methylcellulose (MC) with a serie of imidazolium ionic liquids (LIs) monocationic (CnMIMBr) and its similar dicationic (Cn(MIM)2Br2) in a aqueous enviroment. The effect of the alkyl chain's length (n = 10, 12, 14 e 16), the type and concentration of LIs (above and below of its critial micellar concentration (cmc)) were evaluated with the assistance of isothermal titration microcalorimetry techniques (ITC), electric conductivity, surface tension and dynamic light scattering (DLS). It was observed that the interactions are favored with the growth of the alkyl chain's length of the determinated LI, since the critical aggregation concentration (cac) and the difference of Gibbs energy (Δ ºPS) considerably decreases with the increase of LI hydrophobicity. Furthermore, the binding of the monocationic LIs is more effective in the methoxyl groups of MC when they are compared to the LIs dicationic. This result can be understood considering that the LIs Cn(MIM)2Br2 are bolaform molecules that contain two hydrophilic head groups connected by a hydrophobic hydrocarbon chain and therefore are more hydrophilic when compared with CnMIMBr. The effects of adding (CnMIMBr) and Cn(MIM)2Br2 in apparent viscosity and gelation of MC were studied by rheology and micro differential scanning calorimetric (Micro-DSC). The concentration of MC was kept constant at 15 g L-1 and the concentration of LIs was varied above and below the cmc. It was observed that the LIs affect the pattern of the sol-gel transition, the gelation temperature (salt-out effect below the cmc and effect salt-in, above the cmc), the gel strength and apparent viscosity of the MC solution. This behavior can be explained by the hydrophobic interaction between the MC and LIs, which depends on the concentration, of alkyl chain length and type of LI (conventional or bolaform). These mixtures MC/LI can act as viscosifying fluids, with potential applications in enhanced oil recovery. |
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Interação entre líquidos iônicos mono e dicatiônicos derivados do imidazolíneo e metilcelulose em solução aquosa e estado gelInteraction between ionic liquids monocationic and dicationic imidazolium and methylcellulose solution and state gelMetilceluloseLíquidos Iônicos ImidazolíneosInteraçõesAgregaçãoGelificaçãoMethylcelluloseImidazolium ionic liquidsInteractionsAggregationMicellesCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAThis paper describes the interactions between methylcellulose (MC) with a serie of imidazolium ionic liquids (LIs) monocationic (CnMIMBr) and its similar dicationic (Cn(MIM)2Br2) in a aqueous enviroment. The effect of the alkyl chain's length (n = 10, 12, 14 e 16), the type and concentration of LIs (above and below of its critial micellar concentration (cmc)) were evaluated with the assistance of isothermal titration microcalorimetry techniques (ITC), electric conductivity, surface tension and dynamic light scattering (DLS). It was observed that the interactions are favored with the growth of the alkyl chain's length of the determinated LI, since the critical aggregation concentration (cac) and the difference of Gibbs energy (Δ ºPS) considerably decreases with the increase of LI hydrophobicity. Furthermore, the binding of the monocationic LIs is more effective in the methoxyl groups of MC when they are compared to the LIs dicationic. This result can be understood considering that the LIs Cn(MIM)2Br2 are bolaform molecules that contain two hydrophilic head groups connected by a hydrophobic hydrocarbon chain and therefore are more hydrophilic when compared with CnMIMBr. The effects of adding (CnMIMBr) and Cn(MIM)2Br2 in apparent viscosity and gelation of MC were studied by rheology and micro differential scanning calorimetric (Micro-DSC). The concentration of MC was kept constant at 15 g L-1 and the concentration of LIs was varied above and below the cmc. It was observed that the LIs affect the pattern of the sol-gel transition, the gelation temperature (salt-out effect below the cmc and effect salt-in, above the cmc), the gel strength and apparent viscosity of the MC solution. This behavior can be explained by the hydrophobic interaction between the MC and LIs, which depends on the concentration, of alkyl chain length and type of LI (conventional or bolaform). These mixtures MC/LI can act as viscosifying fluids, with potential applications in enhanced oil recovery.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEste trabalho descreve as interações entre a metilcelulose (MC) com uma série de líquidos iônicos (LIs) imidazolíneos monocatiônicos (CnMIMBr) e seus análogos dicatiônicos (Cn(MIM)2Br2) em meio aquoso. O efeito do comprimento da cadeia alquílica (n = 10, 12, 14 e 16), o tipo e a concentração dos LIs (acima e abaixo da suas concentrações micelares críticas(cmc)) sobre a interação da MC foram avaliadas com o auxílio das técnicas de titulação calorimétrica isotérmica (ITC), condutividade elétrica, tensão superficial e espalhamento de luz dinâmico (DLS). Observou-se que as interações são favorecidas com o aumento do comprimento da cadeia alquílica do LI, uma vez que a concentração de agregação crítica (cac) e a diferença de energia de Gibbs (Δ ºPS) diminuem significativamente com o aumento da hidrofobicidade do LI. Além disso, a interação dos LIs monocatiônicos é mais efetiva nos grupos metóxi da MC quando comparados com aos LIs dicatiônicos. Este resultado pode ser entendido considerando que os LIs bolaform Cn(MIM)2Br2 são moléculas que contêm duas cabeças hidrofílicas ligadas por uma cadeia de hidrocarboneto hidrofóbica e, portanto, são mais hidrofílicos quando comparados com os análogos CnMIMBr. Os efeitos da adição de (CnMIMBr) e (Cn(MIM)2Br2) na viscosidade aparente e gelificação da MC foram estudados por reologia e micro calorimetria exploratória diferencial (micro-DSC). A concentração de MC foi mantida constante a 15 g L-1 e a concentração dos LIs foi variada acima e abaixo da cmc. Foi observado que os LIs afetam o padrão da transição sol-gel, a temperatura de gelificação (efeito salt-out abaixo da cmc e efeito salt-in, acima da cmc), a força do gel e a viscosidade aparente da solução de MC. Estes comportamentos podem ser explicados através das interações hidrofóbicas entre a MC e os LIs, que dependem da concentração, do comprimento da cadeia alquílica e do tipo de LI (convencional ou bolaform). Essas misturas MC/LI podem atuar como fluidos viscosificantes, com potenciais aplicações na recuperação avançada de petróleo.Universidade Federal de Santa MariaBrasilQuímicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em QuímicaCentro de Ciências Naturais e ExatasVilletti, Marcos Antoniohttp://lattes.cnpq.br/8504489050993642Kloster, Carmen Luisahttp://lattes.cnpq.br/3218958424322612Frizzo, Clarissa Piccininhttp://lattes.cnpq.br/0029279904716491Garcia, Irene Teresinha Santoshttp://lattes.cnpq.br/2296402907146130Ourique, Aline Ferreirahttp://lattes.cnpq.br/7478810804464054Ziembowicz, Francieli Isa2019-08-06T19:28:10Z2019-08-06T19:28:10Z2016-07-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/17719porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2019-08-07T06:02:40Zoai:repositorio.ufsm.br:1/17719Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2019-08-07T06:02:40Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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This paper describes the interactions between methylcellulose (MC) with a serie of imidazolium ionic liquids (LIs) monocationic (CnMIMBr) and its similar dicationic (Cn(MIM)2Br2) in a aqueous enviroment. The effect of the alkyl chain's length (n = 10, 12, 14 e 16), the type and concentration of LIs (above and below of its critial micellar concentration (cmc)) were evaluated with the assistance of isothermal titration microcalorimetry techniques (ITC), electric conductivity, surface tension and dynamic light scattering (DLS). It was observed that the interactions are favored with the growth of the alkyl chain's length of the determinated LI, since the critical aggregation concentration (cac) and the difference of Gibbs energy (Δ ºPS) considerably decreases with the increase of LI hydrophobicity. Furthermore, the binding of the monocationic LIs is more effective in the methoxyl groups of MC when they are compared to the LIs dicationic. This result can be understood considering that the LIs Cn(MIM)2Br2 are bolaform molecules that contain two hydrophilic head groups connected by a hydrophobic hydrocarbon chain and therefore are more hydrophilic when compared with CnMIMBr. The effects of adding (CnMIMBr) and Cn(MIM)2Br2 in apparent viscosity and gelation of MC were studied by rheology and micro differential scanning calorimetric (Micro-DSC). The concentration of MC was kept constant at 15 g L-1 and the concentration of LIs was varied above and below the cmc. It was observed that the LIs affect the pattern of the sol-gel transition, the gelation temperature (salt-out effect below the cmc and effect salt-in, above the cmc), the gel strength and apparent viscosity of the MC solution. This behavior can be explained by the hydrophobic interaction between the MC and LIs, which depends on the concentration, of alkyl chain length and type of LI (conventional or bolaform). These mixtures MC/LI can act as viscosifying fluids, with potential applications in enhanced oil recovery. |
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