Aplicação da microcalorimetria e do espalhamento de raios-x a baixos ângulos no estudo da interação poli (óxido de etileno) e dodecil sulfato de sódio: efeito de cosolutos iônicos

Abstract

Neste trabalho, estudou-se a influência dos cosolutos iônicos NaCl, Na2SO4, Li2SO4, NaSCN, Na2[Fe(CN)5NO] e Na2[Co(NO2)6] na interação entre o poli(óxido de etileno) (PEO), de massa molar média 35000, e surfactantes iônicos. Cinco parâmetros termodinâmicos foram analisados: concentração de agregação crítica (cac), concentração de saturação (C2), variação da energia livre de Gibbs de agregação (ΔΔGagg), extensão da ligação e variação de entalpia para a formação de um mol de agregados ΔHagg(int.). As análises foram realizadas por meio das técnicas de Titulação Calorimétrica Isotérmica (ITC) e Espalhamento de Raios-X a Baixo Ângulo (SAXS). A influência dos cosolutos iônicos depende da natureza do eletrólito, uma vez que os parâmetros termodinâmicos se alteram em função as características de interação entre cada cosoluto e o PEO. Os cosolutos NaCl, Na2SO4, Li2SO4, NaSCN nas concentrações 10 e 100 mmol L- 1, promovem uma diminuição da cac e um aumento de C2. Esse comportamento indica que a presença do eletrólito diminui a tensão interfacial entre a água e a macromolécula e/ou aumenta o potencial químico do surfactante. O cosoluto NPS nas concentrações de 10 e 100 mM modifica a interação polímero-surfactante a tal ponto de tornar a curva quase atérmica, o que sugere a ausência de interação polímerosurfactante. Entretanto, os dados de SAXS mostram que, sob estas condições, continua ocorrendo formação de agregados. Interessantemente, a estabilidade dos agregados formados ao longo da cadeia do polímero não foi alterada pela presença dos cosolutos.

The influence of the ionic cosolutes NaCl, Na2SO4, Li2SO4, NaSCN, Na2[Fe(CN)5NO] and Na2[Co(NO2)6] in the interaction between poly(ethylene oxide) (PEO), of average molecular weight 35000, and ionic surfactants has been studied. Five parameters were analyzed: critical aggregation concentration (cac), the concentration of saturation (C2), the variation of Gibbs free energy of aggregation (ΔΔGagg), extent of binding and the integral enthalpy change for aggregate formation ΔHagg(int.). The analysis was performed using the isothermal titration calorimetry (ITC) technique and Small Angle X-Ray Scatterning (SAXS). The influence of ionic cosolutes depends on the nature of the electrolyte, since the thermodynamic parameters change depending on the characteristics of the interaction between PEO and each cosolute. The cosolutes NaCl, Na2SO4, Li2SO4, NaSCN at concentrations of 10 and 100 mmol L-1 cause a decrease of the cac and an increased of C2. This behavior indicates that the presence of the electrolyte decreases the interfacial tension between water and macromolecule and / or increases the chemical potential of surfactant. NPS at concentrations of 10 and 100 mM modifies the surfactant- polymer interaction to the point of the curve almost become athermanous, which suggests the absence of surfactant- polymer interaction. Nevertheless, the SAXS data show that the formation of aggregates still occurring. Interestingly, the stability of clusters formed along the polymer chain was not altered by the presence of cosolutes.