Fysicochemische eigenschappen van alkylpolyglycosiden - Fasegedrag

Binaire systemen

Het fasediagram van het C12-14 alkylpolyglycoside (C12-14 APG)/watersysteem verschilt van dat van het APG met korte ketens (Figuur 3). Bij lagere temperaturen wordt een vast/vloeibaar-gebied onder het Krafft-punt gevormd, over een breed concentratiebereik. Bij temperatuurstijging verandert het systeem in een isotrope vloeistoffase. Omdat de kristallisatie kinetisch aanzienlijk wordt vertraagd, verandert deze fasegrens met de opslagtijd. Bij lage concentraties verandert de isotrope vloeistoffase boven 35 °C in een tweefasengebied met twee vloeibare fasen, zoals normaal wordt waargenomen bij niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen. Bij concentraties boven 60% van het gewicht wordt bij alle temperaturen een reeks vloeibaarkristallijne fasen gevormd. Het is vermeldenswaard dat in het isotrope enkelfasegebied de duidelijke stromingsdubbelbreking kan worden waargenomen wanneer de concentratie net onder die van de opgeloste fase ligt, en vervolgens snel verdwijnt nadat het schuifproces is voltooid. Er werd echter geen enkel polyfasegebied gevonden dat gescheiden was van de L1-fase. In de L1-fase bevindt zich een ander gebied met zwakke dubbelbreking in de stroming, nabij de minimale waarde van de vloeistof/vloeistof-mengbaarheidskloof.
Fenomenologisch onderzoek naar de structuur van de vloeibaar-kristallijne fasen werd uitgevoerd door Platz et al. met behulp van methoden zoals polarisatiemicroscopie. Na deze onderzoeken werden drie verschillende lamellaire gebieden in geconcentreerde C12-14 APG-oplossingen onderzocht: Lα_ik,Lα_linksen Lαh. Er zijn drie verschillende texturen volgens polarisatiemicroscopie.
Na langdurige opslag ontwikkelt een typische lamellaire vloeibaarkristallijne fase donkere pseudo-isotrope gebieden onder gepolariseerd licht. Deze gebieden zijn duidelijk gescheiden van de sterk dubbelbrekende gebieden. De Lαh-fase, die zich in het gemiddelde concentratiebereik van het vloeibaarkristallijne fasegebied bevindt, vertoont bij relatief hoge temperaturen dergelijke texturen. Schlieren-texturen worden nooit waargenomen, hoewel er doorgaans sterk dubbelbrekende olieachtige strepen aanwezig zijn. Als een monster met een Lαh-fase wordt afgekoeld om het Krafft-punt te bepalen, verandert de textuur onder een karakteristieke temperatuur. De pseudo-isotrope gebieden en de duidelijk gedefinieerde olieachtige strepen verdwijnen. Aanvankelijk kristalliseert er geen C12-14 APG, maar wordt er een nieuwe lyotrope fase gevormd met slechts een zwakke dubbelbreking. Bij relatief hoge concentraties expandeert deze fase tot hoge temperaturen. In het geval van alkylglycosiden doet zich een andere situatie voor. Alle elektrolyten, met uitzondering van natriumhydroxide, resulteerden in een significante reductie van troebelingspunten. Het concentratiebereik van elektrolyten is ongeveer een orde van grootte lager dan dat van alkylpolyethyleenglycolethers. Verrassend genoeg zijn er slechts zeer kleine verschillen tussen individuele elektrolyten. De toevoeging van alkali verminderde de troebelheid aanzienlijk. Om de gedragsverschillen tussen alkylpolyglycolethers en alkylpolyglycolethers te verklaren, wordt aangenomen dat de OH-groep die zich in de glucose-eenheid heeft opgehoopt, verschillende soorten hydratatie met de ethyleenoxidegroep heeft ondergaan. Het significant grotere effect van elektrolyten op de alkylpolyglycolethers suggereert dat er een lading aanwezig is op het oppervlak van de alkylpolyglycosidemicellen, terwijl de alkylpolyethyleenglycolethers geen lading aannemen.
Alkylpolyglycosiden gedragen zich dus als mengsels van alkylpolyglycolethers en anionische oppervlakteactieve stoffen. Onderzoek naar de interactie tussen alkylglycosiden en anionische of kationische oppervlakteactieve stoffen en de bepaling van het potentiaal in de emulsie tonen aan dat de alkylglycosidenmicellen een negatieve oppervlaktelading hebben in het pH-bereik van 3 tot 9. Daarentegen is de lading van alkylpolyethyleenglycolethermicellen zwak positief of bijna nul. De reden waarom alkylglycosidenmicellen negatief geladen zijn, is nog niet volledig opgehelderd.