Micelle Formation in Dimethyl Sulfoxide – Water Binary Solvent in Presence of NaCl. Planning and Optimization of Experiment
Мицеллобразование в бинарном растворителе диметилсульфоксид – вода в присутствии NaCl. Планирование и оптимизация эксперимента

R. F. Bakeeva, R. A. Karimullin, R. F. Kurabasheva, T. S. Gorbunova, O. E. Vakhitova, V. F. Sopin
2017 Liquid Crystals and their Application  
МИЦЕЛЛОБРАЗОВАНИЕ В БИНАРНОМ РАСТВОРИТЕЛЕ ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИД -ВОДА В ПРИСУТСТВИИ NaCl. ПЛАНИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА Казанский национальный исследовательский технологический университет, ул. К. Маркса, 68, 420015 Казань, Россия. E-mail: bakeeva@kstu.ru В работе тензиометрическим методом изучен процесс мицеллообразования в смеси неионного ПАВ (цетилового эфира полиоксиэтилена (10), Brij56) и анионного ПАВ (додецилсульфата натрия, ДСН) в присутствии электролита NaCl в бинарном
more » ... бинарном растворителе диметилсульфоксид (ДМСО) -вода при варьировании содержания ДМСО, NaCl и соотношения содержания Brij56 и ДСН. Проведен многофакторный эксперимент для оптимизации процесса выбора системы на основе смеси ПАВ в бинарном растворителе с наименьшими значениями критической концентрации мицеллообразования (ККМ). Для этого использовали методологию определения поверхностей отклика и трехуровневые планы Бокса -Бенкена. При использовании пакета программ «Statistica 10» выявлены наиболее значимые факторы, оценены эффекты взаимодействия между ними, построены поверхности отклика и определены оптимальные условия получения смесевых систем с минимальными значениями ККМ. Минимальное значение ККМ в системе ДСН + Brij 56 + NaCl + DMCO + H 2 O достигается при составе композиции α Brij56 = 0,680; C NaCl = 0,140 моль/л; ω ДМСО = 0,024 (2,4 %) и равно 3,137·10 -5 моль/л. Экспериментальные данные согласуются с расчетными значениями ККМ (3,05 ± 0,091)·10 -5 моль/л. Ключевые слова: мицеллы, поверхностное натяжение, тензиометрия, ионные и неионные поверхностно-активные вещества, диметилсульфоксид, додецилсульфат натрия, Brij 56, планы Бокса -Бенкена. The process of micelle formation in a mixture of nonionic surfactant (cetyl ether of polyoxyethylene (10), Brij56) and anionic surfactant (sodium dodecyl sulfate, SDS) in the presence of NaCl electrolyte in dimethyl sulfoxide -water binary solvent by the tensiometric method was studied. The influence of content of dimethyl sulfoxide, NaCl, Brij 56 and SDS was studied. A multifactorial experiment was performed to optimize the selecting process of a system based on the mixture of surfactants in the binary solvent with the lowest values of the critical micelle concentration (CMC). For this, the methodology for determining the response surfaces and the three-level Box -Behnken plans were applied. Using the «Statistica 10» software package, the most significant factors were identified, the interaction effects between them were evaluated, the response surfaces were constructed and the optimal conditions for obtaining mixed systems with minimal CMC values were determined. The minimum value of CMC in the SDS + Brij 56 + NaCl + DMSO + H 2 O system was achieved under the following composition: α Brij56 = 0,680; C NaCl = 0,140 mol/l; ω DMSO = 0,024 (2,4 %). The minimum CMC of this mixture equals to 3,137·10 -5 mol/l. The experimental data are consistent with the calculated values of CMC (3,05 ± 0.091)·10 -5 mol/l.
doi:10.18083/lcappl.2017.2.51 fatcat:epytpkx7xvbkjc5baotktgdpcy