Abstract
When the sufactants are dissolved in water, they associate to form micelles and solubilize oil inside the micelle to form swollen micelles. Although spherical aggregates like micelles and swollen micelles occupy the same regions in the phase diagram of water-oil-surfactant systems, they are treated in different viewpoint for the formation of such aggregates. Hence a unified thermodynamic formalism for the formation of such structure is presented in this study. In all cases, the to ideal solution theory is applied for dilute system and the energy of formation is expressed as the sum of hydrophobic interaction energy and surface energy due to surfactant film. From the model, critical micelle concentration (CMC), average aggregation number, and solubilization ratio are predicted and compared with the known experimental observation.
계면활성제가 수용액 중에 용해되면 용액내에서 micelle이라는 응집체를 형성하며, micelle은 그 내부에 oil를 용해시켜 swollen micelle을 형성하게 된다. 실제로 물-oil-계면활성계의 상평형도상에서 micelle과 swollen micelle은 동일영역에 존재하게 되나 일반적으로 micelle과 swollen micelle의 형성에 관해서는 서로 다른 관점으로 취급되어 왔다. 본 연구에서는 이러한 계면활성제 응집체의 형성에 관한 일관된 열역학적 모델을 제시하고자 한다. 모든 경우에 저농도 영역에서 이상용액 이론을 적용하였으며, micelle 형성에너지는 소수성 작용에너지와 계면에서의 표면에너지의 합으로 표시하였다. 이론식으로부터 임계마이셀농도, 평균응집분자수, 용해비 등을 예측하였으며 실험관측치와 비교하였다.
