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Préparation d'oligomères de cellulose par dépolymérisation pour la synthèse de nouveaux composés amphiphiles bio-sourcés / Cellulose oligomers preparation by depolymerisation for the synthesis of new bio-based amphiphilic compounds

Billes, Elise 20 November 2015 (has links)
Le but de cette thèse est de produire des oligomères de cellulose de dispersité faible. Pour ce faire, deux méthodes ont été imaginées : la méthode « fishing » où des oligomères de cellulose sont obtenus par hydrolyse acide puis sont séparés par solubilisation sélective dans une phase organique à l’aide d’un polymère synthétique. Le ratio des tailles du polymère synthétique et des oligomères de cellulose sera responsable de la sélectivité. La méthode « masking » où des portions de cellulose de la taille des futurs oligomères sont protégées par un polymère synthétique lors d’une hydrolyse enzymatique.Dans les deux cas, les polymères synthétiques contiennent des acides boroniques qui permettent une interaction réversible avec les sucres.Malgré de nombreuses tentatives, ces deux méthodes n’ont pas été couronnées de succès. Pour la première, le procédé n’était pas sélectif. Pour la seconde, le polymère permettant une interaction tout au long de la chaine de cellulose n’a pas pu être synthétisé. La dispersité des oligomères obtenus par hydrolyse acide (degrés de polymérisation (DP) de 1 à 12) a cependant pu être réduite de façon satisfaisante en solubilisant les DP les plus faibles dans le méthanol.Enfin, la fraction insoluble dans le méthanol, après fonctionnalisation de l’extrémité réductrice par un groupement azide, a été couplée à un acide stéarique fonctionnalisé alcyne par chimie « click ». L’auto-assemblage de ce nouveau composé amphiphile a été étudié dans l’eau, la CMC a été mesurée à 100 mg.L-1. Les objets observés sont sphériques, de taille homogène avec un diamètre moyen de 140 nm ce qui indique une morphologie en vésicule. / The purpose of this study is to produce uniform cellulose oligomers. In this frame, two methods were considered:for the “fishing” method, the oligomers obtained by acidic hydrolysis of cellulose are separated by selective solubilisation in an organic phase thanks to a synthetic polymer. The size ratio between the synthetic polymer and the cellulose oligomer would be responsible for the selectivity.For the “masking” method, parts of cellulose backbone having the size of the future oligomers are protected with a synthetic polymer during an enzymatic hydrolysis.In both cases, the synthetic polymers contain boronic acid groups that interact reversibly with saccharides.Despite various attempts, these two methods were not crowned with success. The first one was eventually not selective. For the second one, the polymer allowing an interaction all along the cellulose backbone could not be synthesised. The dispersity of the oligomers obtained by acidic hydrolysis (polymerisation degree (DP) from 1 to 12) was satisfactorily decreased by solubilising the smaller DP in methanol.To finish, the methanol-insoluble fraction was functionalised at the reducing end with an azide group. It was then coupled to an alkyne-functionalised stearic acid by click chemistry. The self-assembly of this new amphiphilic compound was studied in water, the CMC was measured at 100 mg.L-1. The particles formed were spherical, homogeneous and had an average diameter of 140 nm, which indicate a vesicle morphology.
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Control of the rheological properties of hydrogels made by self-assocation of amphiphilic copolymers, blocks and grafts, anionics or cationics / Contrôle des propriétés rhéologiques d'hydrogels formés par auto-assemblage de copolymères amphiphiles, à blocs et greffés, anioniques ou cationiques

Lauber, Lionel 19 September 2016 (has links)
L’objectif de ce travail était de contrôler les propriétés rhéologiques de solutions aqueuses de copolymères amphiphiles. Dans l’eau, ces copolymères s’auto-associent et leurs propriétés peuvent être contrôlées en partie par leur dynamique d’échange. Il avait précédemment était montré que cette dynamique pouvait être contrôlée par le pH et la quantité d’unités acide acrylique dans des triblocs BAB (THx) où le bloc A est du poly(acide acrylique) (PAA) et les blocs B sont des copolymères statistiques (MHx) d’acrylate de n-butyle (nBA) et d’acide acrylique (AA). Tout d’abord, l’étude de l’auto-association en solution des blocs B seuls (MHx) a montré un lien fort entre leur agrégation et celle des diblocs de type BA (DHx). Cette agrégation est contrôlée par la quantité de charge des blocs B. Par la suite, des mélanges de triblocs (BAB) THx contenant différentes proportions (x) d’unités AA ont permis la formation de réseaux hybrides dont les propriétés rhéologiques sont maîtrisées par formulation plutôt que via la chimie. Des propriétés rhéologiques similaires aux triblocs BAB (THx) ont été obtenues avec des copolymères greffés possédant un squelette hydrophile PAA et des greffons B. Leurs propriétés rhéologiques sont principalement contrôlées par la structure chimique des blocs B, mais aussi par le taux de greffage. Ces copolymères greffés devraient être plus simples à obtenir à l’échelle industrielle que des triblocs. Pour finir, l’approche consistant à incorporer des unités hydrophiles dans les blocs hydrophobes de copolymères amphiphiles pour en contrôler la dynamique d’échange a été appliquée avec succès à des copolymères à base de méthacrylate de diméthylaminoéthyle et de méthacrylate de n-butyle. Leurs propriétés rhéologiques peuvent être contrôlées à nouveau par le pH, mais dans une gamme différente des polymères à base d’acide acrylique, et aussi dans une certaine mesure par la température. / The aim of this work was to control the rheological properties of aqueous solutions of amphiphilic copolymers. In water, these copolymers self-assemble and part of their properties can be controlled by their dynamic of exchange. As previously reported, the exchange dynamics can be controlled by the pH and the acrylic acid (AA) content for BAB triblock copolymers (THx) consisting of a poly(acrylic acid) (PAA) A block and two statistical B blocks (MHx) of n-butyl acryle (nBA) and AA.First, the study of the self-association of B blocks (MHx) alone showed a strong relationship between their aggregation and the one of BA diblocks (DHx). This aggregation was mainly controlled by the amount of charges within the B blocks.Then, mixtures of BAB triblocks (THx) with different contents of AA units, x, formed hybrid networks the rheological properties of which were controlled by formulation rather than chemistry.Similar rheological properties were obtained using graft copolymers consisting of a PAA hydrophilic backbone and B grafts. Their rheological properties were mainly controlled by the chemical structure of the B grafts and by the grafting density. Such graft copolymers should be easier to produce at an industrial scale than triblock copolymers.To finish, the strategy consisting of incorporating hydrophilic units inside the hydrophobic blocks of amphiphilic copolymers to control their exchange dynamics was successfully applied to copolymers made of dimethylaminoethyl methacraylate and n-butyl methacrylate. Their rheological properties were controlled by the pH on a different pH-range than the AA based polymers, and, to some extent, by the temperature.
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On the role of the carbohydrate vs the lipid moieties in neoglycolipid self-organisation : Synthesis and liquid crystalline properties of two new families of carbohydrate-based amphiphiles / Sur le rôle de la partie glucidique ou de la partie lipidique dans l’auto-organisation des neoglycolipides : Synthèse de deux nouvelles familles de glycoamphiphiles et étude de leur comportement liquide cristallin

Xu, Rui 28 February 2013 (has links)
Cette thèse est une contribution à l’étude des relations structure propriétés dans le domaine de la glycoamphiphilie. Trois nouvelles familles de neoglycolipides ont été synthétisées, deux familles principalement destinées à apporter des éléments sur l’état liquide cristallin des glycolipides, et une troisième famille permettant d’aborder l’étude de nouvelles glycosondes fluorescentes. Plus de 50 produits finaux ont été préparés (et donc leurs très nombreux précurseurs) et caractérisés structuralement par spectroscopie RMN, de masse, et par analyse élémentaire. Les propriétés liquides cristallines de ces nouveaux produits ont été ensuite étudiées par microscopie optique et DSC. L’étude des propriétés liquides cristallines de la famille d’éthers montrent que la localisation de la chaine sur le squelette sucre modifie la répartition entre liaisons hydrogène inter- ou intra moléculaires entre têtes polaires sucres. L’analyse du comportement thermotrope des glucostéroïdes, notamment ceux qui sont disubstitués, montre que les interactions lipide-lipide sont également très importantes. Il a été observé que ces systèmes complexes pouvaient adopter deux types d’architectures au niveau supramoléculaire en fonction de la flexibilité du système, laissant plus ou moins aux trois motifs présents dans la molécule la liberté de choisir leur préférence d’autoassociation. Les glycostéroïdes étant largement rencontrés dans la Nature, on peut considérer que ces observations nouvelles qui ont été apportées signalent que le comportement supramoléculaire de telles molécules est potentiellement multiple. Enfin, une brève exploration d’une nouvelle famille de glycosondes fluorescentes a été abordée. / In this study, we have synthesized two families of new carbohydrate-based amphiphilic derivatives: a series of alkyl glucoside ethers varying in terms of chain length and position on the sugar, and a series of glucosteroids varying in terms of alkyl spacer and, for the disutibstuted systems, in terms of alkyl side chain length. By the means of analytical methods, such as NMR spectroscopy, mass spectroscopy and elementary analysis, the structure of all the compounds was carefully established, as well as their purity. Their liquid crystalline behaviors were studied by the means of transmission light microscopy and differential scanning calorimetry. The two families of compounds which have been studied illustrate how much the behavior can be essentially related to polar interactions (H-bonding), therefore to the sugar moiety, for the ether series, or to hydrophobic interactions (lipid-lipid) in the glucosteroid series. In this latter series, preference for either steroid-stroid or steroid alkyl packing appears as an insight in understanding the behavior of complex lipids, showing potentially more than one conformational structure with important consequences on the supramolecular level, therefore to their potential biological role. This could be regarded as “lipid denaturation” by analogy to the protein denaturation. Also, when we see that compounds like the glycosteroids having an long chain ester -CAG, BbGL-I, are found to exist in Nature, and how much glycolipid-cholesterol interactions were recently shown to be critical in some biological processes, it is hoped that our observations can provide a new vision angle for the study of complex lipids and glycolipids. As a start to develop new probes targeting the “lipid raft” microdomain in membranes, we also explored a sequence towards carbohydrate laurdan hybrids. Further development of this strategy and evaluation of the biological properties is programmed within new collaborative projects.
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SYNTHESE ET CARACTERISATION DE NOUVEAUX POLYESTERS BIODEGRADABLES ET HYDROSOLUBLES A FONCTIONS CATIONIQUES OU AMPHOTERES

Nottelet, Benjamin 05 December 2005 (has links) (PDF)
Il n'existe à l'heure actuelle pratiquement pas de copolymères greffés à fonctions cationiques et/ou amphotères présentant une dégradabilité intrinsèque. L'objectif de cette thèse est de générer des composés répondant à ces critères à partir d'une méthode de modification chimique par voie anionique de poly(e-caprolactone) (PCL). A cette fin, deux stratégies principales ont été suivies à partir d'un même intermédiaire réactionnel, un macropolycarbanion dérivé de PCL. La première est fondée sur l'emploi du macropolycabanion en tant qu'agent nucléophile qui réagit avec de petites molécules organiques électrophiles. Ces réactions de substitution ont permis l'obtention de copolymères à base PCL possédant entre 10 et 15% de motifs substitués par des groupes cationiques (ammonium, phosphonium), ou hydrosolubilisants (amine, acide carboxylique). Ces squelettes PCL fonctionnalisés peuvent être utilisés pour effectuer des post-modifications (réactions de couplages, dérivation de fonctions). La seconde stratégie utilise le macropolycarbanion en tant que macroamorceur de polymérisation anionique. Ce type de réaction a été appliqué à des dérivés vinyliques (4-VP, N-VP), des dérivés acryliques (DMAEM, MAPEG), des dérivés acrylamides (DMA, DMAPMA) et des dérivés cycliques (NCA d'acides a-aminés) ce qui a permis d'obtenir des copolymères greffés hydrosolubles à chaîne principale PCL. Ces composés ont des structures partiellement dégradables et forment en solution aqueuse des objets de dimensions nanométriques. Enfin, l'utilisation d'un dérivé polyiodé de PCL en tant que macro-polyagent de transfert est abordée ce qui constitue une nouvelle méthode de polymérisation radicalaire contrôlée par transfert dégénératif d'iode permettant l'obtention de structures greffées.
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Diffusion, solubilisation et propriétés interfaciales dans les solutions isotropes d'amphiphiles

Chatenay, Didier 30 September 1987 (has links) (PDF)
Nous avons étudié, à l'aide de techniques optiques, plusieurs propriétés des solutions isotropes d'amphiphiles (micelles et microémulsions). Dans une première partie, nous avons utilisé ces systèmes en tant que systèmes colloïdaux modèles afin d'étudier les variations du coefficient d'auto-diffusion de particules en interaction avec la concentration de particules et les interactions ; cette étude a été réalisée à l'aide d'un montage de Recouvrement de Fluorescence Après Photoblanchîment que nous avons réalisé. En utilisant des solutions micellaires, nous avons ainsi pu montrer que le coefficient d'auto-diffusion de particules en interaction dépend peu de ces interactions (contrairement au coefficient de diffusion collective mesurée par Diffusion Quasi-élastique de la Lumière) et que les coefficients de friction associés à ces deux coefficients de diffusion étaient différents. Dans le cas des microémulsions, nous avons mis en évidence l'effet des phénomènes d'agrégation réversible (responsables des phénomènes de percolation électrique) sur les mécanismes d'auto-diffusion. Dans une seconde partie, nous avons utilisé les techniques expérimentales utilisées dans le cadre du travail décrit ci-dessus en vue d'étudier la structure de microémulsion en présence de protéines solubilisées. En particulier, nous avons pu déterminer les rayons des gouttelettes de microémulsion ayant solubilisé une protéine dans les deux cas extrêmes où le volume du coeur acqueux est supérieur ou inférieur au volume de la protéine. Enfin, nous avons étudié les propriétés interfaciales des mélanges polyphasiques eau-huile-amphiphiles ; nous avons ainsi pu mettre en évidence le rôle primordial du film interfacial dans l'obtention de basses tensions interfaciales.
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Bilayers with Surfactant-induced Pores and Demixing in Micelles : Studies of Segregation in Amphiphile Systems

Kadi, Mari January 2003 (has links)
<p>The focus of this thesis has been on the effects of segregation in mixtures of amphiphilic molecules. Two different systems were investigated: fluorocarbon-hydrocarbon surfactant mixtures and lipid-surfactant mixtures.</p><p>In fluorocarbon-hydrocarbon surfactant mixtures the repulsive interactions between the chains can lead to a demixing into different types of coexisting micelles, fluorocarbon rich and hydrocarbon rich. From NMR self-diffusion measurements such a demixing was found to occur in the mixture of the partially fluorinated surfactant HFDePC and C<sub>16</sub>TAC. We furthermore suggested a demixing also within the micelles to explain <sup>19</sup>F-NMR line width data and results from neutron scattering.</p><p>In lipid-surfactant mixtures, a segregation of the molecules may instead be caused by a difference in the preferred curvature of the lipid and the surfactant residing within the same aggregate. Using a surfactant selective electrode, binding isoterms of four different cationic surfactants (C<sub>12</sub>TAC, C<sub>14</sub>TAC, C<sub>16</sub>TAC and HFDePC) to preformed lipid (GMO) vesicles were determined. Perforated vesicles were observed by cryo-TEM in the mixture with C<sub>16</sub>TAC. To explain the results from the binding isoterms, the formation of pores in the bilayer was regarded as a cooperative process, similar to micelle formation. The surfactant accumulates at the edges of the pores, and increasing the surfactant concentration results in an increased number of pores with a constant surfactant/lipid ratio at the edges.</p><p>The lipid-surfactant mixtures were also studied at the solid/solution interface using AFM. An adsorbed mesh structure, a counterpart to the bulk perforated lamellar phase, was observed for the first time.</p>
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Structures et propriétés rhéologiques d'hydrogels à dynamique contrôlée obtenus par l'auto-assemblage de copolymères à blocs amphiphiles

Charbonneau, Céline 19 October 2012 (has links) (PDF)
Les copolymères à blocs amphiphiles sont des macromolécules composées d'au moins un bloc hydrophile lié chimiquement à un ou plusieurs blocs hydrophobes. En milieu aqueux, ils s'auto-associent pour former des micelles dont les cœurs constitués des blocs hydrophobes sont protégés de l'eau par une couronne constituée des blocs hydrophiles hydratés. La majorité des copolymères à blocs amphiphiles génèrent dans l'eau des micelles " gelées " ne présentant aucun échange de chaînes entre elles. Ceci vient du fait que l'énergie nécessaire pour extraire un bloc hydrophobe du cœur des objets est beaucoup trop importante. Par conséquent, les caractéristiques des micelles sont plus contrôlées cinétiquement que thermodynamiquement. Pour diminuer cette énergie nous avons incorporé des unités hydrophile acide acrylique (AA) dans le bloc hydrophobe de poly(acrylate de n-butyle) (PnBA). L'incorporation de 50% molaire d'unités AA dans le bloc hydrophobe conduit à la formation d'agrégats pH-sensibles dans le cas du dibloc PAA-b-P(AA0.5-stat-nBA0.5) comme montré dans une étude antérieure. Cette thèse a consisté en une analyse quantitative de la dynamique d'auto-association de copolymères dibloc et tribloc amphiphiles à base d'acrylate de n-butyle et d'acide acrylique dont les blocs hydrophobes contiennent 50% d'unités hydrophiles réparties de manière statistique. Les copolymères à blocs ont été synthétisés par polymérisation radicalaire contrôlée par ATRP. L'influence de la concentration, du pH, de la température et de la force ionique sur la structure et les propriétés mécaniques des systèmes auto-assemblés a été systématiquement étudiée. Par diffusion statique de la lumière nous avons montré la présence d'une concentration d'agrégation critique (CAC) au-dessus de laquelle, des micelles de type étoile (dibloc) ou fleur (tribloc) sont formées par auto-association des blocs hydrophobes. A plus fortes concentrations, des interactions répulsives de type volume exclu apparaissent entre les micelles étoiles. Pour les micelles fleurs, à l'inverse des interactions attractives conduisent au pontage des fleurs jusqu'à l'obtention de réseaux tri-dimensionnels au-dessus de la concentration de percolation. Une attraction trop importante entre les fleurs peut même conduire à une séparation de phase à forte force ionique et bas pH. En diffusion dynamique de la lumière, nous avons montré que la formation des réseaux s'accompagnait de l'apparition d'un mode lent dont l'origine a été expliquée par un mouvement balistique d'hétérogénéités relaxées dans les systèmes. La vitesse de relaxation de ces hétérogénéités s'avèrent être dépendantes des propriétés mécaniques des hydrogels. La formation des réseaux et la dynamique d'échange des chaînes ont été étudiées par rhéologie. La viscosité augmente régulièrement avec la concentration jusqu'à la concentration de percolation où une augmentation brusque de la viscosité se produit et un temps de relaxation apparaît. Le temps de vie des ponts a été finement contrôlé et modulé sur plusieurs décades par modification du pH, de la température et de la force ionique. La formation in-situ des hydrogels nous a permis de mettre en évidence un phénomène de vieillissement des réseaux après leur formation avant d'atteindre un état stationnaire. Ce phénomène s'est traduit par une augmentation du temps de relaxation au cours du temps avant d'atteindre une valeur plateau. Ceci nous a également permis de comprendre pourquoi il était possible de générer des réseaux homogènes, par vieillissement, possédant une dynamique extrêmement lente voir nulle.
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Lineare und verzweigte Blockcopolymere aus Polypeptiden und synthetischen Polymeren

Kukula, Hildegard January 2001 (has links)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und den Eigenschaften von linearen und verzweigten amphiphilen Polypeptid-Blockcopolymeren. Die Frage nach dem Einfluss der Topologie und Konformation der Blockcopolymere auf die supramolekularen und kolloidalen Eigenschaften bildete einen wichtigen Aspekt bei den Untersuchungen. Die Blockcopolymere wurden nach einem mehrstufigen Reaktionsschema durch Kombination von anionischer und ringöffnender Polymerisation von Aminosäuren-N-Carboxyanhydriden (NCA) synthetisiert. Die Untersuchung der Polypeptid-Blockcopolymere hinsichtlich ihres Aggregationsverhaltens in fester Phase sowie in verdünnter wässriger Lösung erfolgte mittels Streumethoden (SAXS, WAXS, DLS) sowie abbildender Methoden (TEM). Durch Einsatz der Blockcopolymere als polymere Stabilisatoren in der Emulsionspolymerisation wurden Oberflächen funktionalisierte Latizes erhalten. Als Beispiel für eine pharmazeutische Anwendung wurden bioverträgliche Polypeptid-Blockcopolymere als Wirkstoff-Trägersysteme in der Krebstherapie eingesetzt. / This work describes the synthesis and characterization of linear and branched polypeptide block copolymers having amphiphilic character. The studies focused on the impact of the block copolymers' conformation and architecture on the supramolecular and colloidal properties. The polypeptide block copolymers were prepared in a multi-step process involving the anionic synthesis of (poly)amino-functional polymers (polystyrene and polybutadiene) which where used as macroinitiators for the ring-opening polymerization of N-carboxyanhydrides (NCA) of protected a-aminoacids. Supramolecular structures of the block copolymers in the solid state as well as in diluted aqueous solution were investigated using scattering (SAXS, WAXS, DLS) and microscopic (TEM) methods. Both linear and branched polypeptide block copolymers were used as polymeric stabilizers in the emulsion polymerization of styrene to yield polypeptide-decorated latexes. Biocompatible block copolymers were used as drug-delivery systems in lymphatic cancer therapy.
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Bilayers with Surfactant-induced Pores and Demixing in Micelles : Studies of Segregation in Amphiphile Systems

Kadi, Mari January 2003 (has links)
The focus of this thesis has been on the effects of segregation in mixtures of amphiphilic molecules. Two different systems were investigated: fluorocarbon-hydrocarbon surfactant mixtures and lipid-surfactant mixtures. In fluorocarbon-hydrocarbon surfactant mixtures the repulsive interactions between the chains can lead to a demixing into different types of coexisting micelles, fluorocarbon rich and hydrocarbon rich. From NMR self-diffusion measurements such a demixing was found to occur in the mixture of the partially fluorinated surfactant HFDePC and C16TAC. We furthermore suggested a demixing also within the micelles to explain 19F-NMR line width data and results from neutron scattering. In lipid-surfactant mixtures, a segregation of the molecules may instead be caused by a difference in the preferred curvature of the lipid and the surfactant residing within the same aggregate. Using a surfactant selective electrode, binding isoterms of four different cationic surfactants (C12TAC, C14TAC, C16TAC and HFDePC) to preformed lipid (GMO) vesicles were determined. Perforated vesicles were observed by cryo-TEM in the mixture with C16TAC. To explain the results from the binding isoterms, the formation of pores in the bilayer was regarded as a cooperative process, similar to micelle formation. The surfactant accumulates at the edges of the pores, and increasing the surfactant concentration results in an increased number of pores with a constant surfactant/lipid ratio at the edges. The lipid-surfactant mixtures were also studied at the solid/solution interface using AFM. An adsorbed mesh structure, a counterpart to the bulk perforated lamellar phase, was observed for the first time.
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Surface Tension and Adsorption Kinetics of Volatile Organic Amphiphiles in Aqueous Solution

Firooz, Abdolhamid January 2011 (has links)
Amphiphiles that possess a dual character, hydrophobic and hydrophilic, are employed in many chemical, pharmaceutical and biological applications. Amphiphile molecules that include a hydrophilic head and a hydrophobic tail can easily adsorb at a liquid/vapour interface, to reach to a minimum free energy and hence a most thermodynamically stable state. Surface tension is a key parameter for understanding such behavior of an amphiphile, or a surfactant. This thesis represents a comprehensive study on adsorption and surface tension of slightly volatile, organic amphiphiles in aqueous solution. Although for a vapor-liquid interface, adsorption from both liquid and vapor phases should be considered, they have been almost always considered exclusive of one another. When a volatile surfactant is dissolved in the liquid phase, it also applies a finite partial pressure in the vapor phase. Recently, dynamic surface tension experiments showed that adsorption from both sides of a vapor/liquid interface must be studied simultaneously. It is noted that surface tension phenomena are often dynamic, in particular when the surface under consideration is perturbed. With the newly discovered importance of adsorption from both sides of a vapor/liquid interface, one may have to ask the question: how dynamic surface tension is influenced and responding to the surface perturbation and environment changes, and whether both sides of the interface play a role in surface tension responses. In this research, axisymmetric drop shape analysis-profile (ADSA-P) is used for surface tension measurement. The experiments are performed in a closed chamber where the effects of surfactant concentrations of both liquid and vapor phases on the surface tension can be studied. The partial vapor pressure of surfactant is controlled with an environment solution containing the same surfactant as the sample solution. The environment solution is to facilitate adsorption from the vapor side of the interface by creating a surfactant vapor phase. The effects of surface perturbation, environment condition (i.e., temperature and pressure) and carbon chain length on the surface tension and adsorption kinetics are studied in detail. The surface tension response of 1-octanol aqueous solution to surface area perturbation is investigated. Upon surface compression, the surface tension decreases followed by a gradual increase back to the value prior to compression. On surface expansion, two categories of surface tension response are observed: First, when the change in surface area is smaller than 5%, the behavior similar to that of conventional surfactants is observed. The surface tension increases followed by a gradual decrease back to the value prior to expansion. Second, when the change in surface area is greater than 5%, and the drop concentration is sufficiently larger than the environment concentration, the surface tension initially slightly increases, but after a time delay, it sharply decreases, followed by a gradual increase back to the value prior to expansion. Previous studies showed that at steady-state condition a network of hydrogen bonding between surfactant and water molecules near the surface is created. The unique surface tension response after large expansion might be related to the momentarily destruction of this hydrogen bonding network and gradually making a new one. The effect of temperature on the surface tension and adsorption kinetics of 1-octanol, 1-hexanol and 1-butanol aqueous solutions is studied. The steady-state surface tension is found to decrease upon an increase in temperature, and a linear relationship is observed between them. The modified Langmuir equation of state and the modified kinetic transfer equation are used to model the experimental data of the steady-state and dynamic (time-dependent) surface tension, respectively. The equilibrium constants and adsorption rate constants are evaluated through a minimization procedure for temperatures ranging from 10°C to 35°C. From the steady-state modelling, the equilibrium constants for adsorption from vapor phase and liquid phase are found to increase with temperature. From the dynamic modelling, the adsorption rate constants for adsorption from vapor phase and liquid phase are found to increase with temperature too. The influence of carbon dioxide pressure on the surface tension and adsorption kinetics of the aforementioned surfactant aqueous solutions is investigated. To consider the effect of adsorption/desorption of the two species (surfactant and carbon dioxide) from both sides of a vapor/liquid interface on the surface tension, the modified Langmuir equation of state and the modified kinetic transfer equation are derived. The steady-state and dynamic surface tension data are modelled using the modified Langmuir equation of state and the modified kinetic transfer equation, respectively. The equilibrium constants and adsorption rate constants of surfactant and carbon dioxide are evaluated through a minimization procedure for CO2 pressures ranging from 0 to 690 KPa. From the steady-state modelling, the equilibrium parameters for surfactant and carbon dioxide adsorption from vapor phase and liquid phase are found unchanged for different pressures of carbon dioxide. From the dynamic modelling, the adsorption rate constants for surfactant and carbon dioxide are found to decrease with carbon dioxide pressure. The role of carbon chain length of amphiphiles in aqueous solution is also studied. It is illustrated that the equilibrium constants for adsorption from both sides of a vapor/liquid interface increase from 1-butanol to 1-octanol. The modelling results show that the ratio of the equilibrium constant for adsorption from vapor phase to the equilibrium constant for adsorption from liquid phase declines from 260 to 26 as the chain length is increased from 1-butanol to 1-octanol. Therefore, the contribution to adsorption from liquid phase augments as the chain length is increased. The adsorption kinetics for this group of short carbon chain surfactants is modelled using a kinetic transfer equation. The modelling results show that the adsorption rate constants from vapor phase and liquid phase (kag and kal) increase from 1-butanol to 1-octanol. Steady-state and dynamic modelling also reveals that the maximum surface concentration increases with carbon chain length. These results may be due to the higher hydrophobicity character of a surfactant molecule at longer carbon chain length.

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