Formação e caracterização de micelas reversas de (EO)13(PO)30(EO)13 em P-XILENO

Abstract

Moléculas anfifílicas possuem uma característica intrínseca de formarem estruturas auto-organizadas quando dissolvidas em solvente compatível com um dos seus componentes. A macromolécula de copolímero tribloco utilizada neste trabalho (Pluronic L64, (EO)13(PO)30(EO)13) apresenta uma estrutura composta por duas regiões hidrofílicas, de poli(óxido de etileno)-PEO e outra hidrofóbica, de poli(óxido de propileno) ou PPO e, em solvente orgânico, forma micelas reversas acima de uma certa concentração (Concentração Micelar Crítica- CMC) quando não adicionadas pequenas quantidades de água. Estes agregados são constituídos por um núcleo formado de PEO solvatado por moléculas de água envoltos por uma casca de PPO. Através do diagrama de solubilidade da água no sistema binário L64-p-xileno encontrou-se o valor da CMC de ≈ 12% m/m. Com medidas de Espalhamento de Luz Dinâmico e Estático (DLS/SLS) determinou-se o raio hidrodinâmico (Rh) das micelas (~ 7 nm) e que elas possuem interações repulsivas. Pelo SAXS observou-se que as cadeias de L64 também sofrem uma interação repulsiva e têm raio de giração (RG) da ordem de 1,6 nm. As técnicas mostraram que a micelização reserva só ocorre na presença de água, sendo um processo exotérmico dirigido entropicamente (ΔS>0), conforme comprovado pelas medidas de microcalorimetria (ITC).

Amphiphilic molecules have an intrinsic characteristic to form self-organized structures when dissolved in a solvent that is compatible sith to one of their components. The macromolecule of the triblock copolymer used in this work (Pluronic L64, (EO)13(PO)30 (EO)13) possesses a structure consisting of two hydrophilic regions, of poly (ethylene oxide)-PEO, and another hydrophobic part, of poly (propilene oxide) PPO, and, when dissolved in organic solvents forms reverse micelles above of a certain concentration (Critical Micellar Concentration-CMC) when are small amounts of water added. These aggregates consist of a core formed by PEO chains solvated with water molecules surrounded by a PPO shell. The diagram of water solubility in the L64-p-xylene binary system shows that the CMC is ≈ 12% m/m. With dynamic and static light scattering (DLS/SLS) measurements, its was possible to determine the hydrodynamical radius (Rh) of micelles (~ 7 nm) with repulsive interactions. With SAXS it was observed that the L64 chains have repulsive interactions and their (RG) size is around 1.6 nm. All techniques show that the micellization occurs only in the presence of water. The reverse micelles formation is a entropically favored exothermic process (ΔS>0), as supported by isothermal titration calorimetry (ITC).