Właściwości fizykochemiczne alkilopoliglikozydów – zachowanie fazowe

Systemy binarne

Diagram fazowy układu poliglikozyd alkilowy C12-14 (APG C12-14)/woda różni się od diagramu dla krótkołańcuchowego APG (Rysunek 3). W niższych temperaturach tworzy się obszar ciało stałe/ciecz poniżej punktu Kraffta, w szerokim zakresie stężeń. Wraz ze wzrostem temperatury układ przechodzi w izotropową fazę ciekłą. Ponieważ krystalizacja jest w znacznym stopniu opóźniona kinetycznie, ta granica faz zmienia położenie wraz z czasem przechowywania. Przy niskich stężeniach izotropowa faza ciekła zmienia się powyżej 35°C w obszar dwufazowy dwóch faz ciekłych, co jest zwykle obserwowane w przypadku niejonowych środków powierzchniowo czynnych. Przy stężeniach powyżej 60% wag., sekwencja faz ciekłokrystalicznych tworzy się we wszystkich temperaturach. Warto zauważyć, że w izotropowym obszarze pojedynczej fazy wyraźna dwójłomność przepływu jest obserwowana, gdy stężenie jest nieznacznie niższe niż stężenie fazy rozpuszczonej, a następnie szybko zanika po zakończeniu procesu ścinania. Nie stwierdzono jednak oddzielenia żadnego obszaru wielofazowego od fazy L1. W fazie L1, w pobliżu minimalnej wartości przerwy mieszalności ciecz/ciecz, znajduje się inny obszar o słabej dwójłomności przepływu.
Badania fenomenologiczne struktury faz ciekłokrystalicznych przeprowadzili Platz i in., wykorzystując takie metody jak mikroskopia polaryzacyjna. Po tych badaniach, w stężonych roztworach APG C12-14 uwzględniono trzy różne obszary lamelarne: Lα_ja,Lα_lewyi Lαh. Mikroskopia polaryzacyjna pozwala na wykrycie trzech różnych tekstur.
Po długim okresie przechowywania, typowa warstwowa faza ciekłokrystaliczna rozwija ciemne obszary pseudoizotropowe w świetle spolaryzowanym. Obszary te są wyraźnie oddzielone od obszarów silnie dwójłomnych. Faza Lαh, występująca w średnim zakresie stężeń obszaru fazy ciekłokrystalicznej, w stosunkowo wysokich temperaturach, wykazuje takie tekstury. Tekstury Schlierena nigdy nie są obserwowane, chociaż zazwyczaj obecne są silnie dwójłomne smugi oleiste. Jeśli próbka zawierająca fazę Lαh zostanie schłodzona w celu określenia punktu Kraffta, tekstura zmienia się poniżej charakterystycznej temperatury. Obszary pseudoizotropowe i wyraźnie zaznaczone smugi oleiste zanikają. Początkowo nie krystalizuje żaden C12-14 APG, zamiast tego tworzy się nowa faza liotropowa wykazująca jedynie słabą dwójłomność. Przy stosunkowo wysokich stężeniach faza ta rozszerza się do wysokich temperatur. W przypadku glikozydów alkilowych sytuacja jest inna. Wszystkie elektrolity, z wyjątkiem wodorotlenku sodu, spowodowały znaczną redukcję temperatury zmętnienia. Zakres stężeń elektrolitów jest około rząd wielkości niższy niż w przypadku eterów alkilopolietylenoglikolowych. Zaskakujący jest fakt, że różnice między poszczególnymi elektrolitami są bardzo niewielkie. Dodatek zasady znacząco zmniejszył zmętnienie. Aby wyjaśnić różnice w zachowaniu między eterami alkilopolietylenoglikolowymi a eterami alkilopolietylenoglikolowymi, zakłada się, że grupa OH zgromadzona w jednostce glukozy uległa różnym typom hydratacji z grupą tlenku etylenu. Znacznie większy wpływ elektrolitów na etery alkilopolietylenoglikolowe sugeruje, że na powierzchni miceli alkilopolietylenoglikozydów znajduje się ładunek, podczas gdy etery alkilopolietylenoglikolo wegetatywne nie posiadają ładunku.
Zatem alkilopoliglikozydy zachowują się jak mieszaniny eterów alkilopoliglikoli i anionowych środków powierzchniowo czynnych. Badania interakcji między alkiloglikozydami a anionowymi lub kationowymi środkami powierzchniowo czynnymi oraz określenie potencjału w emulsji wykazały, że micele alkiloglikozydów mają ujemny ładunek powierzchniowy w zakresie pH 3–9. Natomiast ładunek miceli eterów alkilopolietylenoglikolowych jest słabo dodatni lub bliski zeru. Przyczyna ujemnego ładunku miceli alkiloglikozydów nie została w pełni wyjaśniona.