Interaction between imidazolium ionic liquids with sodium and hydroxamic alginates

Autor: Freitas, Darcson Vieira de
Přispěvatelé: Villetti, Marcos Antonio, Frizzo, Clarissa Piccinin, Kloster, Carmen Luisa, Garcia, Irene Teresinha Santos, Baierle, Rogério José, Vendrame, Zilda Baratto
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
Popis: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES This work describes the interactions between sodium alginate (ALG) and hydroxamic alginate (AHX) with the monocationic imidazolium ionic liquids series (CnMIMBr). From the surface tension, electrical conductivity, isothermal titration calorimetry (ITC), surface plasmon resonance (SPR), zeta potential, rheology and atomic force microscopy (AFM) techniques, we evaluated the effect of the alkyl chain length (n = 10, 12, 14 and 16), the concentration of the ILs and the polyelectrolytes, the charge density of the polyelectrolytes, on the formation of complexes AHX/CnMIMBr and ALG/CnMIMBr. The critical aggregation concentrations (C1, C2, CS and Cm) and the thermodynamic parameters of micellization and aggregation were calculated by these techniques. It was observed that the interactions with AHX are favored by the increase in the alkyl chain length of IL, whereas the interactions with ALG were more favorable with the more hydrophilic ionic liquids. The increase in the concentration of polyelectrolytes disadvantage the formation of free micelles of ILs as consequence of their aggregation in the chains of AHX and ALG. From the different techniques, the aggregation processes were determined in different concentrations of CnMIMBr. At low concentrations, electrostatic interactions are predominant and, when the concentration of ILs is increased, hydrophobic and ion-dipole interactions become more pronounced. By dividing the aggregation processes into different IL concentration ranges, it was possible to experimentally determine several thermodynamic parameters of the interaction and micellization processes. The hydrophobic interaction is discussed in detail, in particular by the Kagg2 equilibrium constant, related to cooperative aggregation processes. The morphology of the AHX/CnMIMBr and ALG/CnMIMBr were determined by AFM technique and the size of the aggregates, morphology, topology, hardness, Young's modulus, deformation, adhesion, roughness and electrostatic potential were determined. These studies show that blends of polylelectrolytes with LIs present potential applications in different areas of chemistry, medicine and materials science. Este trabalho descreve as interações entre o alginato de sódio (ALG) e o alginato hidroxâmico (AHX) com a série de líquidos iônicos (LIs) imidazolíneos monocatiônicos (CnMIMBr). A partir das técnicas de tensão superficial, condutividade elétrica, titulação calorimétrica isotérmica (ITC), ressonância plasmônica de superfície (SPR), potencial zeta, reologia e microscopia de força atômica (AFM), se avaliou o efeito do comprimento da cadeia alquílica (n = 10, 12, 14 e 16), da concentração dos LIs e dos polieletrólitos, da densidade de carga dos polieletrólitos, sobre a formação de complexos AHX/CnMIMBr e ALG/CnMIMBr. Foram calculadas por essas técnicas as concentrações de agregação críticas (C1, C2, CS e Cm) e os parâmetros termodinâmicos de micelização e agregação. Observou-se que as interações com AHX são favorecidas com o aumento do comprimento da cadeia alquílica do LI, enquanto que as interações com o ALG foram mais favoráveis com os líquidos iônicos mais hidrofílicos. O aumento na concentração de polieletrólitos desfavorece a formação de micelas livres de LIs em função de sua agregação nas cadeias de AHX e ALG. A partir das diferentes técnicas, se determinou os processos de agregação em diferentes concentrações de CnMIMBr. Em baixas concentrações, as interações eletrostáticas são predominantes e, quando se aumenta a concentração dos LIs, interações hidrofóbicas e do tipo íon-dipolo passam a ser mais pronunciadas. Pela divisão dos processos de agregação em diferentes faixas de concentração de LI, foi possível determinar experimentalmente vários parâmetros termodinâmicos dos processos de interação e micelização. A interação hidrofóbica é discutida em detalhe, em especial pela constante de equilíbrio Kagg2, relacionada aos processos cooperativos de agregação. Pela técnica de AFM avaliou-se a morfologia das superfícies de AHX/CnMIMBr e ALG/CnMIMBr e determinou-se o tamanho dos agregados, morfologia, topologia, dureza, módulo de Young, deformação, adesão, rugosidade e potencial eletrostático. Esses estudos mostram que as misturas de polieletrólitos com LIs apresentam potenciais aplicações em diferentes áreas da química, medicina e ciência dos materiais.
Databáze: OpenAIRE
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