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Surface and Foaming Properties of Alkylamine Oxide: Protonation and Counterion Effects

  • Shi-Li Song , Zhi-Guo Hu , Jin-Feng Dong und Gao-Yong Zhang
Veröffentlicht/Copyright: 8. Mai 2013
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Tenside Surfactants Detergents
Aus der Zeitschrift Tenside Surfactants Detergents Band 42 Heft 4

Abstract

The influence of protonated species or nonionic forms of N, N-bis(2-hydroxyethyl) dodecylamine oxide (C12DHEAO) on interfacial properties is studied by measuring foamability, foam stability, equilibrium surface tension and surface viscosity. Surface tensions of the protonated species with various counterions, Cl−, NO3−, ClO4− and BF4− show a decrease in the following order: C12DHEAO Cl− > C12DHEAO NO3− > C12DHEAO ClO4− > C12DHEAO BF4−. Foamability done using shaking method shows a reverse order for Cl−, NO3−, ClO4−. But the foamability of C12DHEAO BF4− is lower than that of C12DHEAO ClO4−. This has been explained in terms of the differences in the lipophilicity the micellar stability. This is further confirmed by our dynamic surface tension results. The equilibrium surface tension values for 20mM C12DHEAO solution shows a vague minimum in the range 4.20 < pH < 5.81. The foamability of C12DHEAO solution shows decrease with the values of pH. This can be elucidated by the differences in the interactions between cationic and nonionic species, nonionic and nonionic forms. The foam of protonated C12DHEAO having counterions Cl−, NO3− and ClO4− are very unstable. The foam stability of C12DHEAO BF4− is much greater than other protonated C12DHEAO. The foam stability of C12DHEAO solution at different values of pH shows similar order as surface tension. Foam are more stable in the range 4.20 < pH < 5.81 than that at other values of pH.

Kurzfassung

Der Einfluss protonierter Spezies oder nichtionischer Formen von N,N-bis(2-hydroxyethyl)-dodecylaminoxid (C12DHEAO) auf die Grenzflächeneigenschaften wurde untersucht durch Messung von Schaumvermögen, Schaumstabilität, Gleichgewichtsoberflächenspannung und Oberflächenviskosität. Die Oberflächenspannungen protonierter Spezies mit verschiedenen Gegenionen, Cl−, NO3−, ClO4− und BF4− zeigen eine Erhöhung in der folgenden Reihenfolge: C12DHEAO Cl− > C12DHEAO NO3− > C12DHEAO ClO4− > C12DHEAO BF4−. Das Schaumvermögen, bestimmt mittels Schüttelmethode, zeigt eine gegenläufige Reihenfolge für Cl−, NO3−, ClO4−. Aber das Schaumvermögen von C12DHEAO BF4− ist kleiner als das von C12DHEAO ClO4−. Dies kann durch die Unterschiede der lipophilen Bedingungen der Mizellenstabilität erklärt werden und wurde weiter durch die Ergebnisse der dynamischen Oberflächenspannungen bestätigt. Die Werte der Gleichgewichtsoberflächenspannungen für 20 mM C12DHEAO-Lösungen zeigen ein nicht deutliches Minimum im Bereich von 4,20 < pH < 5,81. Das Schaumvermögen von C12DHEAO-Lösungen zeigt eine Erniedrigung mit den pH-Werten. Dies kann durch Unterschiede der Wechselwirkungen kationischer und nichtionischer Spezies sowie nichtionischer und kationischer Formen erläutert werden. Die Schäume von protoniertem C12DHEAO mit Cl−, NO3− and ClO4− Gegenionen sind sehr instabil. Die Schaumstabilität von C12DHEAO BF4− ist viel größer als die anderer protonierter C12DHEAO. Die Schaumstabilität von C12DHEAO-Lösungen bei verschiedenen pH-Werten zeigt eine ähnliche Reihenfolge wie bei den Oberflächenspannungen. Der Schaum im Bereich von 4,20 < pH < 5,81 ist stabiler als bei anderen pH-Werten.

Keywords:: Protonated alkylamine oxide; Surface tension; Foamability; Foam stability; Counterions
Schlüsselwörter: Protonierte Alkylaminoxide; Oberflächenspannung; Schaumstabilität; Gegenionen
3Gao-Yong Zhang, College of Chemistry and molecular Science, Wuhan University, Wuhan 430072, PR. CHINA, Tel: +86–03 73–3 32 53 35, E-mail:

Gao-Yong Zhang was born in April of 1942, and graduated from Department of Chemistry in Wuhan University in 1965. He is presently a professor of physics and chemistry in college of chemistry and molecular sciences in Wuhan University. Prof. Gao-Yong Zhang has maintained an active research laboratory for 40 years and continues to do so. His research interests include the syntheses of new surfactants and studies of their properties.

Shi-Li Song was born in October of 1966, and graduated from Henna Normal University. He presently attended Wuhan University for his graduate work under Prof. Gao-Yong Zhang in 1992.

Zhi-Guo Hu was born in June of 1966. His main research interests include the syntheses of new surfactants and studies of their properties.

* Corresponding author. Tel: +86–03 73–3 32 53 35, E-mail:

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Received: 2005-4-13
Published Online: 2013-05-08
Published in Print: 2005-09-01

© 2005, Carl Hanser Publisher, Munich

Artikel in diesem Heft

  1. Contents/Inhalt
  2. Contents
  3. Abstracts
  4. Abstracts
  5. Application
  6. Dynamic Surface Tension: Industrial Applications and Characterisation of Commercial Surfactants*
  7. New Detergency Aspects through Visualisation of Soil Release Polymer Films on Textile Surfaces
  8. Physical Chemistry
  9. Foam Film Characterization of Commercial Surfactants and their Mixtures
  10. Alkali Metal Cationization of Alkyl Glucosides under Electrospray Ionization Conditions
  11. Conductivity of Strontium Soaps in Water
  12. Surface and Foaming Properties of Alkylamine Oxide: Protonation and Counterion Effects
  13. Synthesis
  14. Synthesis and Investigation of Surfactants to the Purpose of Development of Fire Extinguishing Substances and Organisation of their Production in Ukraine*
  15. Preparation and Surface Activities of Novel Sodium Sulfated Aryl Oleic Acid Alkanolamides
  16. Synthesis and Surfactant Properties of New Ester-capped Poly(oxyalkylated) Alcohols
  17. Laudation
  18. Heinz Hoffmann
https://doi.org/10.3139/113.100266
Schlagwörter für diesen Artikel
Protonated alkylamine oxide; Surface tension; Foamability; Foam stability; Counterions

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  7. New Detergency Aspects through Visualisation of Soil Release Polymer Films on Textile Surfaces
  8. Physical Chemistry
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  10. Alkali Metal Cationization of Alkyl Glucosides under Electrospray Ionization Conditions
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  12. Surface and Foaming Properties of Alkylamine Oxide: Protonation and Counterion Effects
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  15. Preparation and Surface Activities of Novel Sodium Sulfated Aryl Oleic Acid Alkanolamides
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