Физико-химические свойства алкилполигликозидов – фазовое поведение

Двойные системы

Фазовая диаграмма системы C12-14 алкилполигликозид (C12-14 APG)/вода отличается от диаграммы короткоцепочечного APG (рисунок 3). При более низких температурах образуется область твердого тела/жидкости ниже точки Крафта, которая распространяется на широкий диапазон концентраций. С повышением температуры система переходит в изотропную жидкую фазу. Поскольку кристаллизация в значительной степени кинетически замедлена, эта фазовая граница меняет положение со временем хранения. При низких концентрациях изотропная жидкая фаза переходит выше 35 ℃ в двухфазную область из двух жидких фаз, как это обычно наблюдается для неионогенных поверхностно-активных веществ. При концентрациях выше 60% по массе при всех температурах образуется последовательность жидкокристаллических фаз. Стоит отметить, что в изотропной однофазной области можно наблюдать очевидное двойное лучепреломление потока, когда концентрация немного ниже концентрации растворенной фазы, и затем оно быстро исчезает после завершения процесса сдвига. Однако полифазной области, отделенной от фазы L1, не обнаружено. В фазе L1 имеется ещё одна область со слабым двулучепреломлением в потоке, расположенная вблизи минимального значения щели смешивания жидкости с жидкостью.
Феноменологические исследования структуры жидкокристаллических фаз были проведены Платцем и соавторами с использованием таких методов, как поляризационная микроскопия. В результате этих исследований были рассмотрены три различные пластинчатые области в концентрированных растворах C12-14 APG: Lα_{л ,}Lα_лхи Lαh. Согласно данным поляризационной микроскопии, существуют три различных типа текстур.
После длительного хранения типичная пластинчатая жидкокристаллическая фаза образует темные псевдоизотропные области под поляризованным светом. Эти области четко отделены от областей с сильным двупреломлением. Фаза Lαh, которая встречается в диапазоне средних концентраций области жидкокристаллической фазы при относительно высоких температурах, демонстрирует такие текстуры. Шлирен-текстуры никогда не наблюдаются, хотя обычно присутствуют сильно двупреломляющие маслянистые полосы. Если образец, содержащий фазу Lαh, охлаждают для определения точки Крафта, текстура изменяется ниже характерной температуры. Псевдоизотропные области и четко определенные маслянистые полосы исчезают. Первоначально C12-14 APG не кристаллизуется, вместо этого образуется новая лиотропная фаза, показывающая только слабое двупреломление. При относительно высоких концентрациях эта фаза расширяется до высоких температур. В случае алкилгликозидов ситуация иная. Все электролиты, за исключением гидроксида натрия, привели к значительному снижению точек помутнения. Диапазон концентраций электролитов примерно на порядок ниже, чем у алкилполиэтиленгликолевых эфиров. Удивительно, но между отдельными электролитами имеются лишь очень незначительные различия. Добавление щелочи значительно уменьшило мутность. Для объяснения различий в поведении алкилполигликолевых эфиров и алкилполигликолевых эфиров предполагается, что ОН-группа, накопленная в глюкозном фрагменте, претерпела различные типы гидратации с этиленоксидной группой. Значительно большее влияние электролитов на алкилполигликолевые эфиры предполагает, что на поверхности мицелл алкилполигликозидов имеется заряд, в то время как алкилполиэтиленгликолевые эфиры не несут заряда.
Таким образом, алкилполигликозиды ведут себя подобно смесям алкилполигликолевых эфиров и анионных поверхностно-активных веществ. Изучение взаимодействия алкилгликозидов с анионными или катионными поверхностно-активными веществами и определение потенциала в эмульсии показывают, что мицеллы алкилгликозидов имеют отрицательный поверхностный заряд в диапазоне pH от 3 до 9. В отличие от этого, заряд мицелл алкилполиэтиленгликолевых эфиров слабоположительный или близок к нулю. Причина отрицательного заряда мицелл алкилгликозидов до конца не объяснена.