Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences)
10 %
Ortelius classification: Physical chemistry
Panel
Chemistry 1
Department or equivalent
Institute of Chemistry (Eötvös Loránd University)
Starting date
2010-02-01
Closing date
2013-06-30
Funding (in million HUF)
9.700
FTE (full time equivalent)
1.59
state
closed project
Summary in Hungarian
Az ellentétesen töltött polielektrolitokat és tenzideket tartalmazó vizes elegyek fázistulajdonságai és nem-egyensúlyi jellege alapvetően meghatározzák e rendszerek különböző alkalmazásokban való felhasználhatóságát. A tervezett munkában új lehetőségeket keresünk a polielektrolit/tenzid komplexképződés szabályozására a közelmúltban kidolgozott kolloid diszperzió koncepciója alapján. A legfontosabb cél annak megértése, hogy hogyan módosul a komplexképződés, illetve az elegyek fázistulajdonságai semleges, környezetbarát tenzid vagy polimer jelenlétében. A várható eredmények hozzájárulhatnak a környezetbarát komponensek arányának növekedéséhez a különféle háztartási és kozmetikai termékekben. Ezenfelül a projekt sikeres végrehajtása új kapcsolatok kialakulásához vezethet mind az ipari, mind pedig az alapkutatás résztvevőivel.
Summary
The phase behaviour and the non-equilibrium character of the aqueous mixtures of oppositely charged macromolecules and surfactants considerably affect the possible applications of these systems. In the planned work novel routes of manipulating the complexation between polyelectrolytes and surfactants will be explored on the basis of the recently developed colloid dispersion concept. The primary goal is to understand the effect of environmentally friendly additives (non-ionic surfactants or polymers) on the complexation as well as on the phase properties of the mixtures. The gained comprehensive knowledge might lead to novel environmentally friendly formulations of polymers and surfactants in the home and personal care industry. The successful accomplishment of the project may also result in new contacts with academic and industrial research institutes.
Final report
Results in Hungarian
A kutatási program eredeti céljának megfelelően sikerült egy olyan tudásbázist megteremteni, mely felhasználható az ellentétes töltésű makromolekulák és tenzidek egyensúlyi és nem-egyensúlyi asszociációjának szabályozására nem-ionos adalékok segítségével. A vizsgálatokban külön hangsúlyt kaptak a környezetbarát polimerek és tenzidek. Megmutattuk, hogy a polielektrolit/ionos tenzid nanorészecskék aggregációjának sebességét mind növelni, mind pedig csökkenteni is lehet nem-ionos polimer jelenlétében. Igazoltuk, hogy egy adott polimeradalék hatása nem univerzális, hanem nagymértékben függhet a polielektrolit/ionos tenzid asszociátumok szerkezetétől, valamint az elegykészítés módjától és az ionerősségtől is. A pályázati munka második részében -az irodalomban elsőként- sikerült egységesen értelmezni a nem-ionos tenzidadalék hatását az ellentétes töltésű polielektrolit/ionos tenzid rendszerekre, mind a híg, mind pedig a tömény tenzidoldat tartományában. Megállapítottuk, hogy -szemben a neutrális polimerekkel- a vizsgált nem-ionos tenzidadalékok hatása univerzálisnak mondható. A kutatási eredmények alapján, a hidrofób oldalláncokat és/vagy blokkokat is tartalmazó, új típusú szénhidrát alapú kopolimerek, valamint a nagyméretű, glükóz egységekből álló hidrofil fejet tartalmazó tenzidek ígéretes környezetbarát komponensek lehetnek egyes jövőbeni háztartási és kozmetikai alkalmazásokban.
Results in English
In accordance with the original research plan, we have succeeded to create a knowledge base, which can be used to manipulate the equilibrium and nonequilibrium association of oppositely charged macromolecules and surfactants with nonionic additives. A special emphasis of the investigations was on the environmentally friendly nonionic polymers and amphiphiles. It was shown that the aggregation of polyion/ionic surfactant nanoparticles can be either reduced or enhanced in the presence of nonionic polymers. It was also revealed that the impact of a given uncharged polymer is not universal but crucially depends on the structure of the polyion/ionic surfactant nanoassemblies as well as on the solution preparation method and ionic strength. In the second part of the project, we have succeeded -for the first time in the literature- to interpret consistently the effect of nonionic surfactant additives on the oppositely charged polyelectrolyte/ionic surfactant systems, both in the dilute and concentrated surfactant solution range. It was also demonstrated that contrary to the uncharged polymers, the impact of nonionic surfactant additives is universal. On the basis of our research, novel uncharged and hydrophobically modified carbohydrate based copolymers or nonionic surfactants with large sugar surfactant headgroups might be promising environmentally friendly additives in next generation home and personal care applications.
Pojják K, Mészáros R: Association between Branched Poly(ethyleneimine) and Sodium Dodecyl Sulfate in the Presence of Neutral Polymers, Journal of Colloid and Interface Science, 355, 410-416., 2011
Mészáros R: Nonequilibrium Association of Oppositely Charged Macromolecules and Amphiphiles, Tenside Surfactants Detergents, 48, 143-147., 2011
Varga I, Mezei A, Mészáros R, Claesson P: Controlling the Interaction of Poly(Ethylene Imine) Adsorption Layers with Oppositely Charged Surfactant by Tuning the Structure of the Preadsorbed Polyelectrolyte Layer, Soft Matter, 7, 10701-10712., 2011
Pojják K, Mészáros R: Preparation of Stable Electroneutral Nanoparticles of Sodium Dodecyl Sulfate and Branched Poly(ethyleneimine) in the Presence of Pluronic F108 Copolymer, Langmuir , 27, 14797-14806., 2011
Pojják K, Bertalanits E, Mészáros R: Effect of Salt on the Equilibrium and Nonequilibrium Features of Polyelectrolyte/Surfactant Association, Langmuir 27, 9139-9147., 2011
Varga I, Stubenrauch C, Mészáros R, Gilányi T: Adsorption of Sugar Surfactants at the Air/Water Interface, Journal of Colloid and Interface Science, 379, 78-83, 2012
Pojják K, Fegyver E, Mészáros R: Effect of Linear Nonionic Polymer Additives on the Kinetic Stability of the Dispersions of Poly(diallyldimethylammonium chloride)/Sodium Dodecylsulfate Nanoparticles, Langmuir (közlésre elfogadva, Just Accepted Manuscript, DOI: 10.1021/la4021542), 2013
Fegyver E, Mészáros R: The Impact of Nonionic Surfactant Additives on the Nonequilibrium Association between Oppositely Charged Polyelectrolytes and Ionic Surfactants, The Journal of Physical Chemistry B (közlésre elküldve), 2013
