Colloid JournalColloid JournalКоллоидный журнал0023-29123034-543XThe Russian Academy of Sciences69745510.7868/S3034543X25050066ArticlesСтатьиResearch ArticleEFFECT OF ANIONIC SURFACTANT ADDITIVES ON THE SURFACE CHARACTERISTICS OF SOLUTIONS OF DICATIONIC DIIMIDAZOLIUM SURFACTANTS WITH SHORT SPACERS FRAGMENTSВЛИЯНИЕ ДОБАВОК АНИОНАКТИВНЫХ ПАВ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСТВОРОВ ДИКАТИОННЫХ ДИИМИДАЗОЛИЕВЫХ ПАВ С КОРОТКИМИ МОСТИКОВЫМИ ФРАГМЕНТАМИKhil’koS. L.ХилькоС. Л.sv-hilko59@yandex.ruKotenkoA. A.КотенкоА. А.email@example.comLitvinenko Institute of Physical-Organic Chemistry and Coal ChemistryИнститут физико-органической химии и узелхимии им. Л.М. Липвиненко15092025875VOL 87, NO5 (2025)ТОМ 87, №5 (2025)56357402122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://jdigitaldiagnostics.com/0023-2912/article/view/697455

Tensionetric and dilatational rheological characteristics of solutions of dicationic diimidazolium surfactants mixtures with extremely short spacer fragments and anionic surfactants (sodium dodecyl sulfate, sulfonol, sodium 3-laureth sulfate) at the interface with air were studied using the pendant drop and oscillating drop methods. The nature of interaction between dicationic and anionic surfactants depends on the structure of the anionic surfactant molecules. The possibility of forming strong complexes between a dicationic surfactant with 4 methylene groups in the spacer fragment and sodium dodecyl sulfate with the component ratio close to 1 : 1 was shown. It was found that the resulting complexes are stable in the neutral and slightly acidic pH range.

Методами формы висячей капли и осциллирующей капли исследованы тензиометрические и дилатационные реологические характеристики растворов смесей дикатионных диимидазолиевых поверхностно-активных веществ (ПАВ) с предельно короткими мостиковыми фрагментами и анионактивными ПАВ (додецилсульфат натрия, сульфонол, 3-лауретсульфат натрия) на границе раздела с воздухом. Характер взаимодействия дикатионных и анионактивных ПАВ зависит от структуры молекул АПАВ. Показана возможность образования прочных комплексов между дикатионным ПАВ с количеством метиленовых групп в мостиковом фрагменте, равном 4, и додецилсульфатом натрия при соотношении компонентов, близком к 1 : 1. Установлено, что образующиеся комплексы устойчивы в нейтральной и слабокислой области рН.

dicationic diimidazolium surfactantsshort spacer fragmentsodium dodecyl sulfatesulfonolsodium 3-laureth sulfatesurface tensiondilatational rheologycomplexessynergism of actionдикатионные диимидазолиевые ПАВкороткий мостиковый фрагментдодецилсульфат натриясульфонол3-лауретсульфат натрияповерхностное натяжениедилатационная реологиякомплексысинергизм действияThis work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within budgetary research issue FRES-2023-0002.Данная работа финансировалась Министерством науки и высшего образования Российской Федерации, бюджетная тема FRES-2023-0002.Mehan S., Aswal V.K., Kohlbrecher J. Cationic versus anionic surfactant in tuning the structure and interaction of nanoparticle, protein, and surfactant complexes // Langmuir. 2014. V. 30. № 33. Р. 9941–9950. https://doi.org/10.1021/la502410v Koehler R.D., Raghavan S.R, Kaler E.W. Microstructure and dynamics of wormlike micellar solutions formed by mixing cationic and anionic surfactants // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. № 47. Р. 11035–11044. https://doi.org/10.1021/jp0018899 O’Lenick A.J. Anionic / cationic surfactant complexes // Cosmetics and Toiletries. 2005. V. 120. № 11. Р. 63–64. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.3084.2082 Mucic N., Skrbic J., Bucko S., Petrovic L., Katona J., Fainerman V.B., Aksenenko E.V., Schneck E., Miller R. Adsorption of equimolar mixtures of cationic and anionic surfactants at the water/hexane interface // Colloids Interfaces. 2021. V. 5. № 1. Р. 1–16. https://doi.org/10.3390/colloids5010001 Богданова Ю.Г., Должикова В.Д., Сумм Б.Д. Влияние химической природы компонентов на смачивающее действие растворов смесей поверхностно-активных веществ // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2004. Т. 45. № 3. С. 186–194. La Mesa C., Risuleo G. Surface activity and efficiency of cat-anionic surfactant mixtures // Front. Chem. 2021. V. 9. Р. 790873. https://doi.org/10.3389/fchem.2021.790873 Холмберг К., Йёнссон Б., Кронберг Б., Линдман Б. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах. Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2007. 526 с. Семьянова Д.В., Кондратьев С.А. Обоснование применения параметра взаимодействия при выборе комбинации флотационных реагентов // Физико‑технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2024. № 6. С. 139–147. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20240615 Опанасенко О.Н., Крутько Н.П., Жигалова О.Л., Лукша О.В., Козинец Т.А. Стабилизация нефтяных дисперсий композициями поверхностно-активных веществ // Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2017. Т. 61. № 1. С. 47–53. Rosen M.J., Kunjappu J.T. Surfactants and interfacial phenomena // John Wiley & Sons Ltd.: New York. 2012. 616 р. Menger F.M., Keiper J.S., Azov V. Gemini surfactants with acetylenic spacers // Langmuir. 2000. V. 16. № 5. Р. 2062–2067. https://doi.org/10.1021/LA9910576 Hait S.K., Moulik S.P. Gemini surfactants: A distinct class of self assembling molecules // Current Science. 2002. V. 82. № 9. P. 1101–1111. Sekhon B.S. Gemini (dimeric) Surfactants. The two-faced molecules // Resonance. 2004. V. 9. № 3. P. 42–49. https://doi.org/10.1007/BF02834987 Kamal M.S. A review of gemini surfactants: potential application in enhanced oil recovery // Journal of Surfactants and Detergents. 2016. V. 19. № 2. Р. 223–236. https://doi.org/10.1007/s11743-015-1776-5 Menger F.M., Keiper J. Gemini surfactants // Angew. Chem. Int. Ed. 2000. V. 39. № 11. P. 1906–1920. https://doi.org/10.1002/1521-3773(20000602)39:11%3C1906::AID-ANIE1906%3E3.0.CO;2-Q Tariq M., Freire M.G., Saramago B., Coutinho J.A.P., Canongia Lopes J.N., Rebelo L.P.N. ChemInform abstract: Surface tension of ionic liquids and ionic liquid solutions // Chemical Society Reviews. 2012. V. 43. № 18. Р. 829–868. https://doi.org/10.1002/chin.201218261 Shukla D., Tyagi V.K. Cationic gemini surfactants: A review // J. Oleo Science. 2006. V. 55. № 8. Р. 381–390. https://doi.org/10.5650/jos.55.381 Karthaus O., Shimomura M., Hioki M., Tahara R., Nakamura H. Reversible photomorphism in surface monolayers // J. Am. Chem. Soc. 1996. V. 118. № 38. Р. 9174–9175. https://doi.org/10.1021/ja9614272 Ao M., Xu G., Zhu Y., Bai Y. Synthesis and properties of ionic liquid-type Gemini imidazolium surfactants // J. Colloid. Interface Sci. 2008. V. 326. № 2. Р. 490–495. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2008.06.048 Ren C., Wang F., Zhang Z., Nie H., Li N., Cui M. Synthesis, surface activity and aggregation behavior of Gemini imidazolium surfactants 1,3-bis(3-alkylimidazolium-1-yl) propane bromide // Colloids Surf. A. 2015. V. 467. P. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2014.11.031 Zabolotniy A.A., Trush E.N., Zarechnaya O.M., Mikhailov V.A. Dicationic bis-imidazoliums as a platform for ionic liquids: Long tails and short spacers // Journal of Ionic Liquids. 2022. V. 2. № 2. 100045. https://doi.org/10.1016/j.jil.2022.100045 Котенко А.А., Хилько С.Л. Поверхностные свойства растворов дикатионных имидазолиевых ПАВ с короткими мостиковыми фрагментами // Коллоид. журн. 2021. Т. 83. № 2. С. 179–186. https://doi.org/10.31857/S0023291221020051 Loglio G., Pandolfini P., Miller R. Novel methods to study interfacial layers // Amsterdam: Elsevier. 2001. V. 11. Р. 439–446. Zholob S.A., Makievski A.V., Miller R., Fainerman V.B. Optimisation of calculation methods for determination of surface tensions by drop profile analysis tensiometry // Adv. Colloid Interface Sci. 2007. V. 134–135. P. 322–329. https://doi.org/10.1016/j.cis.2007.04.011 Tomasic V., Stefanic I., Filipovic-Vincekovic N. Adsorption, association and precipitation in hexadecyltrimethylammonium bromide/sodium dodecyl sulfate mixtures // Colloid. Polym. Sci. 1999. V. 277. P. 153–163. https://doi.org/10.1007/s003960050380 Cui Z.G., Canselier J.P. Interfacial and micellar properties of some anionic/cationic binary surfactant systems. 1. Surface properties and prediction of surface tension // Colloid Polym. Sci. 2000. V. 278. P. 22–29. https://doi.org/10.1007/s003960050004