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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.8, No.6, 914-919, December, 1997
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게면활성제의 친수.소수성 그룹의 전기음성도와 CMC 특성
Electronegativity and CMC Characteristics of Hydrophilic and Hydrophobic Group for Surfactants
하윤식, 백우현, 장윤호
초록
본 연구에서는 Bratsch의 전기음성도 동등화 원리를 바탕으로 Pauling의 전기음성도 파라미터를 이용하여 음이온과 비이온 계면활성제의 전기음성도 동등화 및 그룹 전기음성도와 그룹 부분전하를 계산하여 계면활성제의 친수성기와 소수성기의 그룹 부분전하, 전기음성도와 CMC에 대한 특성을 조사하였다. 그 결과 계면활성제의 CMC는 친수성기와 소수성기의 그룹 부분전하와 그룹 전기음성도에 의존한다는 것을 알 수 있었다. 음이온 계면활성제인 경우 소수성기의 탄소수가 증가함에 따라 소수성기에도 음의 부분전하가 비편재화되어 전기음성도가 매우 큰 친수성 그룹의 음의 부분전하가 감소하여 친수성기간의 반발력이 상대적으로 줄어들기 때문에 CMC가 낮아짐을 알수 있다. 비이온 계면활성제의 경우에 소수성기의 탄소수가 증가하면 소수성기에서의 부분전하가 증가하게되며, 전기음성도의 증가가 친수성기의 전기음성도를 감소시켜 CMC가 낮아짐을 알수 있다. 그러나 친수성기의 반복단위가 증가하면 친수성기의 음의 부분전하가 증가하게 되고 따라서 수화능이 증가하기 때문에 계면활성제는 미셀로 존재하기 보다는 물속에 수화되기 때문에 CMC는 증가하게 된다.
On the basis of theory of Bratsch's electronegativity equalization, the electronegativity equalization, the group electronegativities and the group partial charges for anionic and nonionic surfactants could be calculated by using Pauling's electronegativity parameters. From calculated results, we have investigated how CMC, hydrophilic and hydrophobic groups, group partial charge, electronegativity of hydrophilic and hydrophobic groups, structural stability of micelle for anionic and nonionic surfactants are related. It was fround that CMC depends upon group partial charge and group electronegativity of hydrophilic and hydrophobic groups of surfactants. For the anionic surfactants, negative partial charge in hydrophobic group is delocalized as the carbon number in hydrophobic group increase. So negative partial charge of hydrophilic group has very large electronegativity that is decreased. And CMC decreases as hydration ability of hydrophilic groups which decreases relatively. For the nonionic surfactant, partial charge and electronegativity in hydrophobic group increases with the increment of carbon number in hydrophobic group. And CMC decreases because electronegativity of hydrophilic group is decreased with the increment of electronegativity of hydrophilic group. However, with the increase of repeating units in hydrophilic group, the negative partial charge of hydrophilic group increases. So CMC increases because surfactants hydrate rather than form micelles in aqueous solution by the increase of hydration ability.
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