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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Ferreira, Guilherme Augusto
Título: Estruturas de cristais líquidos lamelares obtidos pela associação de brometos de dialquildimetilamônio em solução
Ano: 2015
Orientador: Prof. Dr. Watson Loh
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Surfactantes, Colóides, Cristais líquidos, Caracterização estrutural
Resumo: Surfactantes são moléculas anfifílicas que, em solução, se organizam dando origem a uma série de estruturas de associação, dentre as quais destacam-se os cristais líquidos. Especialmente os brometos de dialquildimetilamônio se associam formando principalmente estruturas líquido-cristalinas lamelares. Nesse trabalho, foram estudadas as propriedades estruturais de fases lamelares formadas pela auto-organização, em solução aquosa, de dois surfactantes dessa classe: o DDAB (brometo de didodecildimetilamônio) e o DODAB (brometo de dioctadecildimetilamônio). Através das técnicas de caracterização utilizadas, foi verificado que, nas condições de concentração e temperatura estudadas, ambos os surfactantes, DDAB e DODAB, se associam em duas fases lamelares, La e Lß, fases essas que diferem pela organização das cadeias carbônicas nas bicamadas e intumescimento. Além de formarem diferentes fases lamelares, essas também apresentaram distintas propriedades estruturais, dependendo do surfactante utilizado. Estudos de calorimetria diferencial de varredura também permitiram acompanhar as transições entre as fases lamelares obtidas causadas por variação da temperatura. As bicamadas formadas pela auto-associação do surfactante DDAB apresentaram um intumescimento menor do que as formadas pelo análogo DODAB, porém, com esse último, houve a formação de bicamadas menos espessas. Misturas preparadas com ambos os surfactantes em diferentes proporções também indicaram a variação das propriedades investigadas, intumescimento e espessura das bicamadas, aumentando o teor de DODAB. A hipótese levantada é que as propriedades estruturais investigadas são fortemente influenciadas pelas forças eletrostáticas atuantes no sistema. A caracterização de amostras formuladas com os tensoativos acima da temperatura de transição para fase fluída e na presença de sal confirmou esta ideia. O maior intumescimento e a pequena espessura das bicamadas formadas pelo DODAB se devem, provavelmente, à interdigitação das cadeias carbônicas e ao efeito de correlação iônica, respectivamente, descritos em mais detalhes nessa dissertação.
Abstract: Surfactants are amphiphilic molecules that self-assemble, in solution, giving rise to a number of association structures, among which the liquid crystals stand out. Particularly the dialkyldimethylammonium bromides associate to form mosty lamellar liquid crystalline structures. In this work, we studied the structural properties of lamellar phases formed by self-organization, in aqueous solution, of two surfactants from this class: DDAB (didodecyldimethylammonium bromide) and DODAB (dioctadecyldimethylammonium bromide). Through the used characterization techniques, we found that under the conditions of concentration and temperature studied, both surfactants, DDAB and DODAB are associated in two lamellar phases, La and Lß, phases that differ by the organization of the carbonic chains in bilayers and swelling degree. In addition to forming different lamellar phases, these also showed distinct structural properties, depending on the surfactant used. Studies with differential scanning calorimetry also allowed us to follow the transitions between the lamellar phases caused by temperature variation. The bilayers formed by self-association of DDAB showed a lower swelling degree than those formed by DODAB, however, with the later, there was the formation of thinner bilayers. Mixtures prepared with both surfactants in different proportions also indicated the variation of the investigated properties, swelling degree and bilayer thickness, upon increasing the DODAB content. We propose that the structural properties investigated are strongly influenced by electrostatic forces acting on the system. The characterization of samples formulated with surfactants above the transition temperature to the fluid phase and in the presence of salt confirmed this hypothesis.
Arquivo (Texto Completo): 000950432.pdf (tamanho: 3,48MB)

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