Investigation of the structure of the hydrocarbon/water interface and of the shell of micelles by static small-angle and dynamic scattering

Help

Back »

Details of project

Identifier

38050

Type

Principal investigator

Vass, Szabolcs

Title in Hungarian

Micellák szénhidrogén/víz határrétegének és héjszerkezetének tanulmányozása statikus kisszögű- és dinamikus szórással

Title in English

Investigation of the structure of the hydrocarbon/water interface and of the shell of micelles by static small-angle and dynamic scattering

Panel

Chemistry 2

Department or equivalent

Centre for Energy Research

Participants

Bedo, Zsuzsanna
Gilányi, Tibor
Klapper, Markus
Lakatos, István
Pleštil, Josef
Rétfalvi, Eszter

Starting date

2002-01-01

Closing date

2005-12-31

Funding (in million HUF)

8.420

FTE (full time equivalent)

0.00

state

closed project

Final report

Results in Hungarian

(1) Az alkáli-alkil-szulfátok H2O- és D2O micelláris oldatából származó kisszögű röntgenszórási spektrumok izotópeffektusát a micella szórási kontraszteloszlásának újszerű modellezésével és illesztésével értelmeztük. Az illesztéssel nem dönthető el, hogy a micellák elnyújtott vagy összenyomott ellipszoidok; egy közelítő termodinamikai modell azonban az elnyújtott formát valószínűsíti. A modell pontosítása céljábó meghatároztuk az intramicelláris szórócentrumok struktúra-faktorát. (2) Az intermicelláris struktúra-faktorok elemzése azt mutatta, hogy a micelláris magot egy ~1 nm vastag „merev” vízréteg veheti körül. Kvázi-elasztikus neutronszórással az oldószerben kimutattunk egy lassan diffundáló komponenst, amely megfeleltethető volt a „merev” vízrétegnek. Az eredményeket gradiens NMR technikával megerősítettük, és valószínűsítettük, hogy a jelenséget a vízmolekulák és a lassú tenzid-monomerek fejcsoportjai között kialakult hidrogénkötés okozza. (3) Az etoxilált nonil-fenol micellák transzporttulajdonságainak tanulmányozása arra a konklúzióra vezetett, hogy az etoxiszám függvényében a hidrofil etoxiláncok konformációja fázisátalakulásra emlékeztető változást szenved. Az ABA és BAB szekvenciájú triblokk kopolimermicellák kisszögű neutron- és röntgenszórásképének összehasonlításából megállapítottuk, hogy a hidrofil láncok a blokkszekvenciától függetlenül azonos statisztikus tulajdonságokkal rendelkeznek.

Results in English

(1) Solvent isotope effect was observed in small-angle X-ray scattering patterns from H2O and D2O solutions of alkali alkyl sulphate micelles and was interpreted in terms of a novel model fitted to the scattering patterns in a novel way. The fit could not decide whether the micelles are prolate or oblate ellipsoids; an approximate thermodynamic model, however, renders the prolate shape more probable. As a first step to improve the model, the structure factor of the intramicellar scatterers also has been calculated. (2) Parameters of the intermicellar structure factors suggest that the cores may be covered by „stiff” water layers of ~1 nm thickness. A slowly diffusing water component was found by quasi-elastic neutron scattering and was confirmed by gradient NMR technique. This component could be identified as the „stiff” layer and its formation was explained by hydrogen bonds formed between the water molecules and the head-groups of the slow, micelle forming, monomers. (3) Studying the transport properties of ethoxylated nonil phenol micelles led to the conclusion that, in function of the ethoxy number, the conformation of the hydrophilic ethoxy chains exerts a change resembling phase transition. By comparing small-angle neutron- and X-ray scattering patterns from solutions of ABA and BAB type triblock copolymer micelles we concluded that, regardless of the block sequence, the hydrophilic chains have the same statistical properties.

Full text

http://real.mtak.hu/460/

Decision

Yes

List of publications

I. Lakatos, J. Lakatos-Szabó J.: Diffusion of H+, H2O and D2O in Poly-mer-Silicate Gels, Abstr., 8th Conf. on Colloid Chemistry, Keszthely, 2002 szeptember 18-20, 2002

I. Laktos, J. Lakatos-Szabó, Zs. Bedő: Application of Nonionic Tenside Homologues in EOR/IOR and Oilfield Chemistry, Progr. in Mining and Oilfield Chemistry, Vol. 4, Akadémiai Kiadó, Budapest, 2002, pp. 137-156, 2002

Lakatos I., Bedő Zs., Lakatos-Szabó J.: Etoxilált nonil-fenol homológok hatása a gáz-víz és a kőolaj-víz rendszerek tulajdonságaira., Magyar Kémiai Folyóírat, (2002) 108 1-16., 2002

Sz. Vass, J. Pleštil, P. Laggner, T. Gilányi, S. Borbély, M. Kriechbaum, Gy. Jákli , Z. Décsy and P.M. Abuja: Models of Micellar Structure Tested by SANS and SAXS (from a Kratky Camera) in Cesium Dodecyl Sulfate Solution., J.Phys.Chem. B (2003) 107, 12752-12761, 2003

I. Lakatos, J. Lakatos-Szabó: Description of Diffusion Transport Phenomena in Sealing Barries Used in Environmental Technology, Proc. 4th Int. Conf. on Carp. Euroreg. Ecology, Miskolc, 2003. p. 249-258, 2003

I. Lakatos, Zs. Bedő,: Application of Non-Ionic Tenside Homologues in EOR/IOR and Oilfield Chemistry: Fundamental and Engineering Aspects, Soc. Pet. Eng. (USA) Papers 80270; SPE Int. Symp. on Oilfield Chemistry, Houston, 2003. p. 1-12, 2003

Sz. Vass, H. Grimm, I. Bányai, G. Meier, T. Gilányi: Slow water diffusion in micellar solutions, Jülich Soft Matter Days, Kerkrade, Hollandia, 2004 november, 2004

I. Lakatos, J. Lakatos-Szabó: Diffusion of H+, H2O and D2O in Polymer/Silicate Gels, Colloids and Surfaces A, (2004) 246, 9-19, 2004

I. Lakatos, J. Lakatos-Szabó: Diffusion of H+ in Polymer-Silicate Gels, Progr. Colloid Polym. Sci. (2004) 125, 167-172, 2004

Sz. Vass, H. Grimm, I. Bányai, G. Meier, T. Gilányi: Slow water diffusion in micellar solutions, J. Phys. Chem. B (2005) 109 11870-11874, 2005

Sz. Vass, J. S. Pedersen, M. Klapper, E. Rétfalvi: On the Conformation of the Hydrophilic (B) Chains in ABA and BAB Type Triblock Copolymers, International Conference on Neutron Scattering, 27 November – 2 December 2005, Sydney, Australia, 2005

Sz. Vass, J. S. Pedersen, M. Klapper, E. Rétfalvi: On the Conformation of the Hydrophilic (B) Chains in ABA and BAB Type Triblock Copolymers, Physica B, közlésre elfogadva, 2006

Sz. Vass, J.S. Pedersen, P. Laggner, J. Ple¹til: Hydration in micellar systems, International Conference on Neutron Scattering, 27 November – 2 December, Sydney, Australia, 2005

Sz. Vass, E. Rétfalvi, I. Varga, T. Gilányi: Shape, polydispersity and aggregation number of alkyl sulphate micelles from SAS, International Conference on Neutron Scattering, 27 November – 2 December, Sydney, Australia, 2005

Back »