مطالعه مقایسه‌ای میسل‌های کرم‌مانند پاسخگو به co2 تهیه شده با درشت‌مولکول‌ها و کوچک‌مولکول‌ها

به‌تازگی مطالعه میسل‌های کرم‌مانند (wlms) پاسخگو به گاز کربن دی‌اکسید (co2) به‌عنوان محرک فراوان، بی‌اثر و سبز توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این مواد کاربردهای متعددی در زمینه‌های مختلف از جمله انتقال گرما، کنترل رئولوژی، محصولات حفاظت شخصی و ازدیاد برداشت نفت (eor) دارند. سامانه ایده‌ال میسل کرم‌مانند پاسخگو به co2 انتقالی برگشت‌پذیر بین حالت سل به ژل را نسبت به تغییرات محیط نشان می‌دهد. مهم‌ترین ویژگی سامانه‌های مزبور این است که هنگام چرخه‌های مکرر این انتقالات، co2 تجمع پیدا نمی‌کند. در این مقاله، دو نوع متفاوت از مواد بر پایه 3-(دی‌متیل آمینو)-1-روپیل آمین (dmapa) و سدیم دودسیل سولفات (sds)، و(dmapa-sds) به‌عنوان سامانه کوچک‌مولکول و کوپلیمر قطعه‌ای پلی(2(دی‌متیل آمینو) اتیل متاکریلات و پلی‌متیل متاکریلات و sds وsds(pdmaema-b-pmma)-به‌عنوان سامانه پلیمری به منظور امکان تشکیل میسل‌های کرم‌مانند پاسخگو به co2 بررسی شدند. گروه‌های آمین در ساختار dmapa و pdmaema-b-pmma این قابلیت را دارند که با حباب‌زنی co2 پروتون‌دار شده و به نمک‌های آمونیوم چهارتایی تبدیل شوند و با sds از راه جاذبه الکتروستاتیک غیرکووالانسی برای تشکیل احتمالی میسل‌های کرم‌مانند برهم‌کنش داشته باشند. گرانروی و ویژ‌گی‌های ساختاری محلول‌های آبی این سامانه‌ها پیش و پس از قرارگرفتن در معرض co2 با رئومتری و h nmr ارزیابی شد. نتایج به‌دست آمده از رئومتری رفتار رقیق‌شدن برشی و ژل‌مانند را به ترتیب در سرعت‌های برش و بسامدهای زیاد نشان داد. همچنین نتایج نشان داد، در سامانه کوچک‌مولکول dmapa-sds، میسل کرم‌مانند پاسخگو به co2 به شکل ایده‌آل با مشاهده انتقالات برگشت‌پذیر سلژل تشکیل می‌شود در حالی ‌که در سامانه پلیمری (pdmaemab-p-mma)sds کلوخه‌شدگی برگشت‌ناپذیر مشاهده شد. نبود انتقالات برگشت پذیر سلژل و کلوخه‌شدگی زیاد به گره‌خوردگی زنجیرهای بلند پلیمری نسبت داده شد.

A Comparative Study of CO2Responsive Wormlike Micelles Prepared by Macromolecules and Small Molecules

Hypothesis: Wormlike micelles triggered by carbon dioxide (CO2), as an abundant, inert, and green stimulus have recently attracted much interest. These materials have many potential applications, including heat transfer, rheological control, personal protection and enhanced oil recovery (EOR). An ideal CO2responsive wormlike micelle reveals a reversible transition state (from sol to gel state and vice versa) in response to environmental changes. The most important feature of these systems during these transitions is that CO2 does not accumulate in the system upon repeated cycles. Herein, we prepared two types of materials based on 3(dimethylamino)1propylamine sodium dodecyl sulfate (DMAPASDS) as a small molecule, and poly(2(dimethylamino)ethyl methacrylatebpolymethyl mthacrylate)SDS [(PDMAEMAbPMMA)SDS] as a macromolecule to examine possible formation of CO2responsive wormlike micelles. Methods: Amine groups in the structure of DMAPA and PDMAEMAbPMMA can be protonated and ionized to quaternary ammonium salts by CO2 bubbling and interact with SDS to possibly form a wormlike micelle through noncovalent electrostatic attraction. The viscosity and structural features of aqueous solutions were evaluated before and after being exposed to CO2 by rheometry and 1H NMR, respectively. The rheometry results showed shear thinning and gellike behaviors at high shear rates and frequencies, respectively. Findings: The results showed that for a DMAPASDS small molecule an ideal reversible CO2responsive wormlike micelle was formed and a soltogel transition was observed, whereas in using a macromolecule an irreversible agglomeration occurred. The absence of reversible solgel transitions and the presence of heavy agglomeration for the (PDMAEMAbPMMA)SDS macromolecule was attributed to entanglements of its long polymer chains. Therefore, DMAPASDS as small molecule with its ideal CO2responsive wormlike micelle has potential in different useful applications, particularly in EOR.