Adsorption of anionic sodium hexadecyl sulfate (SHS) and nonionic Triton X surfactants with different ethoxylation degree: TX-45, TX-100 and TX-300 from their individual and mixed aqueous solutions at the surface of thermally graphitized carbon black (CB) was studied. It was found that at low solution concentrations addition of the nonionic surfactant increases the amount of SHS adsorbed from SHS/Triton X mixtures compared to SHS amount adsorbed from its individual solution. These findings might be explained by decreasing in electrostatic repulsion between SHS ions due to inclusion of the molecules of the nonionic surfactant in the mixed adsorption layer. At higher solution concentrations, adsorption of SHS decrease as a result of displacement of SHS ions from the mixed adsorption layer by Triton X molecules. It was established that the composition of the mixed adsorption layer at CB surface notably differ from the composition of the surfactant mixture in the bulk solution. The mixed adsorption layer is enriched with the molecules of the nonionic surfactants and this conclusion is confirmed by the results of measuring zeta potential of CB particles with the adsorbed surfactants.

Актуальність. Дослідження сумішей поверхнево-активних речовин (ПАР) є актуальними, оскільки такі системи широко використовують у різних прикладних цілях, наприклад, у синтезі наночастинок, у міцелярному каталізі, для стабілізації дисперсій, під час створення синтетичних миючих засобів, косметичних та лікарських препаратів тощо. Відомо, що змішані системи ПАР часто мають властивості, які істотно відрізняються від властивостей індивідуальних компонентів. Залежно від різних факторів вони можуть проявляти синергетичні, антагоністичні ефекти або ж ідеальну поведінку. Дослідження об'ємних та адсорбційних властивостей сумішей йонних і нейоногенних ПАР із водних розчинів, впливу на них різних факторів-природи, концентрації та співвідношення вмісту ПАР, рН, йонної сили розчину тощо-дозволить встановити закономірності поведінки таких систем, а, отже, передбачати і регулювати процеси в подібних системах, створювати системи ПАР з наперед заданими властивостями. Аналіз останніх досліджень та публікацій. Аналіз літературних даних показує, що основними напрямами в області дослі

By using surface tension and conductivity measurements, the colloid-chemical properties of the mixtures of cationic hexadecylpyridinium bromide with nonionic Triton X-100 surfactants were investigated both in the bulk solution and at air/solution interface at different pH values. The composition of mixed micelles and adsorption layers, parameters of molecular interactions in mixed micelles βm and adsorption layers βσ, as well as standard free energies of micelle formation ΔG0mic and adsorption ΔG0ads were calculated. It was found that molecules of the nonionic surfactant presumably dominate in the mixed micelles and adsorption layers. It was shown that βm and βσ have negative values, which indicate the strengthening of intermolecular interactions in the mixed micelles and adsorption layers. Based on the data obtained, it was suggested that ion-dipole interactions are involved in the formation of intermolecular structures between nonionic and cationic surfactants in aqueous solution and at the air-solution interface. It was shown that βm, βσ as well as ΔG0mic and ΔG0ads parameter depends on the solution pH value. The complex interplay of ion-dipole, protonation and chelation processes, which occur in the surfactant mixtures at different pH and affect the strength of intermolecular interaction, should be taken into account for data analysis.

No abstract