Forças hidrofóbicas e eletrostáticas na formação de micelas gigantes de surfactantes quaternários de amônio e cossolutos aromáticos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Creatto, Eduardo José, 1990-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/7998
Resumo: Orientador: Edvaldo Sabadini
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spelling Forças hidrofóbicas e eletrostáticas na formação de micelas gigantes de surfactantes quaternários de amônio e cossolutos aromáticosHydrophobic and electrostatic forces on the formation of wormlike micelles of quaternary ammonium surfactants and aromatic cosolutesMicelas gigantesReologiaBrometo de hexadeciltrimetilamônioCoacervaçãoDicroísmo circularGiant micellesRheologyHexadecyltrimethylammonium bromideCoacervationCircular dichroismOrientador: Edvaldo SabadiniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: O efeito do balanço hidrofílico/hidrofóbico em fenóis como cossolutos na formação de micelas gigantes (MG) formadas por brometo de hexadeciltrimetilamônio (C16TAB) foi estudado. Para isso foram preparadas misturas de fenol, 1-naftol, 2-naftol, 2,3-dihidroxinaftaleno, e R-1,1'-bi(2-naftol) e S-1,1'-bi(2-naftol) na presença de 100 mmol kg-1 de C16TAB. O comportamento de fases e a reologia desses sistemas foram avaliados. Todos os fenóis mostraram levar à formação de micelas gigantes em determinadas concentrações, além disso, a presença do surfactante aumentou a solubilidade dos mesmos, bem como o número de hidroxilas na estrutura no cossoluto. Para o fenol, foi observado um máximo de viscosidade em função da concentração de cossoluto, enquanto que para os demais foi observado um platô até o ponto de separação de fases. Quando os cossolutos são desprotonados pela adição de NaOH, as mesmas tendências são observadas, contudo, a separação de fases ocorre por coacervação. As micelas gigantes obtidas a partir do fenolato mostraram-se possuir comportamento maxwelliano próximo ao máximo de viscosidade. Os coacervados formados pelo fenolato foi estudado por reologia, espalhamento de raios X em baixo ângulo (SAXS) e microscopia de transmissão eletrônica em temperatura criogênica (Cryo-TEM). Os resultados obtidos corroboram a hipótese de formação de uma rede de micelas após a coacervação. O efeito da forma do agregado na quiralidade de sistemas contendo surfactantes quirais também foi estudado. As micelas esféricas de brometo de (S)-N,N-dimetil-N-(1-feniletil)hexadecano-1-amônio (SC16), e brometo de (S)-N,N-dimetil-N-(1-feniletil)dodecano-1-amônio (SC12) foram estudadas por dicroísmo circular (CD), e mostrado que o acoplamento exciton ocorre quando há formação de micelas de SC12. Este mesmo efeito foi observado no caso do SC16 em concentrações cerca de 17 vezes a sua cmc, e atribuído à aproximação dos grupos aromáticos das cabeças dos surfactantes. A adição de salicilato de sódio (NaSal) à soluções destes surfactantes levou à formação de MG apenas no caso do SC16. As micelas gigantes foram caracterizadas por reologia, Cryo-TEM, calorimetria de titulação isotérmica (ITC) e CD. Por CD foi possível observar que a presença do sal afasta as cabeças das moléculas de surfactantes, extinguindo o acoplamento exciton. Ainda utilizando a técnica de CD, a cmc de dois surfactantes iônicos (brometo de tetradeciltrimetilamônio, C14TAB, e dodecilsulfato de sódio, SDS) foram determinadas utilizando uma molécula quiral (R-1,1'-bi(2-naftolato) e S-1,1'-bi(2-naftolato)) como sondaAbstract: The effect of hydrophilic/hydrophobic balance on phenols as cosolutes in the formation of wormlike micelles (WLM) formed by hexadecyltrimethylammonium bromide (C16TAB) was studied. For this purpose, mixtures of phenol, 1-naphthol, 2-naphthol, 2,3-dihydroxynaphthalene, and R-1,1'-bi (2-naphthol) and S-1,1'-bi (2-naphthol) in the presence of 100 mmol kg-1 of C16TAB. The phase behavior and rheology of these systems were evaluated. All the phenols showed to lead to the formation of WLM in certain concentrations, in addition, the presence of surfactant increased their solubility, as well as the number of hydroxyls in the structure of the cosolute. For phenol, a maximum in viscosity was observed as a function of the cosolute concentration, while for the others a plateau was observed until the point of phase separation. When the cosolutes are deprotonated by the addition of NaOH, the same trends are observed, however, the phase separation occurs by coacervation. Wormlike micelles obtained from the phenolate were shown to have maxwellian behavior close to the maximum in viscosity. The coacervates formed by phenolate were studied by rheology, small angle X-ray scattering (SAXS) and cryogenic temperature transition electron microscopy (Cryo-TEM). The results obtained corroborate the hypothesis of the formation of a network after coacervation. The effect of the form of the aggregate on the chirality of chiral surfactants containing systems was also studied. Spherical micelles of hexadecyl-N,N-dimethyl-N-(S)-(1-phenyl)ethylammonium bromide (SC16), and dodecyl-N,N-dimethyl-N-(S)-(1-phenyl)ethylammonium bromide (SC12) were studied by circular dichroism (CD), and it was shown that exciton coupling occurs when there is formation of SC12 micelles. This same effect was observed in the case of SC16 at concentrations about 17 times its cmc, attributed to the approximation of the aromatic groups of the surfactant head-groups. The addition of sodium salicylate (NaSal) to the solutions of these surfactants led to the formation of WLM only in the case of SC16. WLM were characterized by rheology, Cryo-TEM, isothermal titration calorimetry (ITC) and CD. From CD, it was possible to observe that the presence of salt set apart the heads of the surfactant molecules, extinguishing the exciton coupling. Still using the CD technique, the cmc of two ionic surfactants (tetradecyltrimethylammonium bromide, C14TAB, and sodium dodecylsulfate, SDS) were determined using a chiral molecule (R-1,1'-bi (2-naphtolate) and S- 1,1'-bi (2-naphtolate)) as a probeDoutoradoFísico-QuímicaDoutor em CiênciasCNPQ140380/2015-9[s.n.]Sabadini, Edvaldo, 1962-Loh, WatsonGonçalves, Maria do CarmoMiranda, Caetano RodriguesBombard, Antonio Jose FariaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCreatto, Eduardo José, 1990-20182018-12-18T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (163 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/7998CREATTO, Eduardo José. Forças hidrofóbicas e eletrostáticas na formação de micelas gigantes de surfactantes quaternários de amônio e cossolutos aromáticos. 2018. 1 recurso online (163 p.) 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