Molecular Interactions in Binary Surfactant Solutions: Effect of Ionic Counterpart

Abstract

Abstract. The effect of intermolecular interactions on processes of micelle formation and adsorption in binary mixtures of non-ionic Triton X100 (TX100) with ionic sodium dodecyl sulfate and dodecylpyridinium bromide surfactants was studied. The ionic surfactants have identical hydrophobic alkyl chain and different hydrophilic groups. A feature of the used binary surfactant mixtures is that critical micelle concentrations and surface activity of the individual components are considerably different. A synergetic effect of decreasing of the surface tension was found in the surfactant mixtures. It was shown that the mixed adsorption layers and the micellar phases are enriched with the nonionic surfactant. For both sodium dodecyl sulfate/TX100 and dodecylpyridinium bromide/TX100 systems, the synergetic effects were most pronounced at a high molar fraction of the nonionic surfactants in the mixture. By using the Ruben-Rosen model, molecular interaction parameters in the mixed micelles β^m, and in the adsorption layers β^σ were evaluated. As was shown β^m and β^σ parameters to be notably higher for sodium dodecyl sulfate/TX100 mixture.

Resumen. Se estudia el efecto de las interacciones intermoleculares en el proceso de formación y adsorción de micelas en mezclas binarias de Triton X100 (TX100), no iónico, con dodecil sufato de sodio y bromuro de dodecil piridinio, ambos iónicos, como surfactantes. Los surfactantes iónicos tienen cadenas alquílicas hidrofóbicas idénticas y grupos hidrofílicos diferentes. Una característica de las mezclas binarias de surfactantes que se utilizaron es que las concentraciones micelares críticas y la actividad superficial de los componentes individuales es considerablemente diferente. Se encontró un efecto sinérgico de decremento de la tensión superficial en las mezclas de surfactantes. Se muestra que las capas mixtas de adsorción y las fases micelares están enriquecidas con surfactante no iónico. Tanto en el sistema dodecil sufato de sodio/TX100 como en el caso de bromuro de dodecil piridinio/TX100, los efectos sinérgicos fueron más pronunciados en las mezclas con fracciones molares altas de los surfactantes no iónicos. Utilizando el modelo de Ruben-Rosen, se evaluaron los parámetros de interacción molecular en las micelas mezcladas β^m y en las capas de adsorción β^σ. Se muestra que los parámteros β^m son β^σ son notablemente mayores en la mezcla de dodecil sufato de sodio/TX100.