Influence of closo-dodecaborate on SDS self-assembly and SDS - diblock copolymer coassembly

Abstract

The micellization of sodium dodecyl sulfate (SDS) in the presence of sodium dodecaborate (B12) was studied by isothermal titration calorimetry (ITC). Data were fitted with a newly developed multiple-equilibria model to compare the influence of chaotropic B12 with kosmotropic sodium sulfate. No specific interaction of B12 with SDS micelles was observed. Then, polymer micelles were prepared by amphiphilic SDS and dianionic B12 co-assembly with double-hydrophilic block copolymers based on poly(vinyl pyridine) and poly(ethylene oxide), where one of the polymers is a strong polyelectrolyte, the other being a weak polyelectrolyte in HCl solution, and the resulting structures were characterized by light scattering methods, transmission electron microscopy and ITC as trends of the addition of both studied compounds. Polymer induced self-assembly of SDS on pyridinium blocks and micellization of polymer chains caused by coassembly of SDS and B12 were confirmed for the studied systems. The mechanism of the interactions was proposed based on the measurements. No definitive proof of compartmentalization in the given systems was found. Keywords Isothermal titration calorimetry; Light scattering; Micelle; Polymer; Sodium dodecabo- rate; Sodium dodecyl sulphate; Thermodynamics

Micelizace surfaktantu dodecylsíranu sodného (SDS) v prostředí dodekaborátu sodného (B12) byla studována metodou izotermální titrační kalorimetrie (ITC). Prostřednictvím nově vyvinutého modelu micelizace pro více rovnováh byl vliv chaotropního B12 porovnán s vlivem kosmotropního síranu sodného. Nebyly potvrzeny specifické interakce B12 s micelami SDS. Následně byly připraveny polymerní micely využitím společného samous- pořádání amfifilním SDS a dianionickým B12 s dvojitě hydrofilními diblokovými kopoly- mery na bázi poly(vinyl pyridinu) a poly(ethylenoxidu), kde jedním polymerem byl silný polyelektrolyt a druhým slabý polyelektrolyt v roztoku HCl, a vzniklé struktury byly charakterizovány metodami rozptylu světla, transmisní elektronové mikroskopie a ITC jako trendy přídavku obou studovaných činidel. Bylo potvrzeno polymerem indukované samoskládání SDS na pyridiniových blocích stejně jako micelizace polymerních řetězců vlivem SDS i B12 do struktur jádro-slupka. Na základě naměřených dat byl navržen mechanismus dějů vedoucích k tvorbě daných struktur. Kompartmentalizace ve směs- ných systémech však nebyla prokázána. Klíčová slova izotermální titrační kalorimetrie, micela, polymer, rozptyl světla, dodecylsíran sodný, do- dekaborát sodný, termodynamika