Fyzikálně-chemické vlastnosti alkylpolyglykosidů - fázové chování

Binární systémy

Fázový diagram systému C12-14 alkylpolyglykosid (C12-14 APG)/voda se liší od fázového diagramu systému APG s krátkým řetězcem (obrázek 3). Při nižších teplotách se pod Krafftovým bodem tvoří oblast pevná látka/kapalina, a to v širokém koncentračním rozmezí. Se zvyšující se teplotou se systém mění na izotropní kapalnou fázi. Protože je krystalizace kineticky značně zpomalena, mění se poloha tohoto fázového rozhraní s dobou skladování. Při nízkých koncentracích se izotropní kapalná fáze mění nad 35 °C na dvoufázovou oblast dvou kapalných fází, jak je obvykle pozorováno u neiontových povrchově aktivních látek. Při koncentracích nad 60 % hmotnostních se při všech teplotách tvoří sekvence kapalně krystalické fáze. Za zmínku stojí, že v izotropní jednofázové oblasti lze pozorovat zřejmý dvojlom proudění, když je koncentrace těsně nižší než rozpuštěná fáze, a poté po dokončení smykového procesu rychle mizí. Nebyla však zjištěna žádná polyfázová oblast oddělená od fáze L1. Ve fázi L1 se poblíž minimální hodnoty mezery mísitelnosti kapalina/kapalina nachází další oblast se slabým dvojlomem proudění.
Fenomenologický výzkum struktury kapalně krystalických fází provedli Platz a kol. s využitím metod, jako je polarizační mikroskopie. V návaznosti na tento výzkum byly v koncentrovaných roztocích C12-14 APG uvažovány tři různé lamelární oblasti: Lα_l,Lα_{levá strana}a Lαh. Podle polarizační mikroskopie existují tři různé textury.
Po dlouhodobém skladování se u typické lamelární kapalně krystalické fáze v polarizovaném světle vyvíjejí tmavé pseudoizotropní oblasti. Tyto oblasti jsou jasně odděleny od oblastí s vysokým dvojlomem. Fáze Lαh, která se vyskytuje ve středním koncentračním rozsahu oblasti kapalně krystalické fáze při relativně vysokých teplotách, vykazuje takové textury. Schlierenovy textury se nikdy nepozorují, ačkoli silně dvojlomné olejové pruhy jsou obvykle přítomny. Pokud se vzorek obsahující fázi Lαh ochladí za účelem stanovení Krafftova bodu, textura se změní pod charakteristickou teplotu. Pseudoizotropní oblasti a jasně definované olejové pruhy mizí. Zpočátku nekrystalizuje žádný C12-14 APG, místo toho se tvoří nová lyotropní fáze vykazující pouze slabý dvojlom. Při relativně vysokých koncentracích se tato fáze rozpíná až do vysokých teplot. V případě alkylglykosidů nastává jiná situace. Všechny elektrolyty, s výjimkou hydroxidu sodného, vedly k významnému snížení bodu zákalu. Koncentrační rozmezí elektrolytů je přibližně o řád nižší než u alkylpolyethylenglykoletherů. Překvapivě existují mezi jednotlivými elektrolyty jen velmi malé rozdíly. Přidání alkálie významně snížilo zákal. Pro vysvětlení rozdílů v chování mezi alkylpolyglykolethery a alkylpolyglykolethery se předpokládá, že OH skupina akumulovaná v glukózové jednotce prošla různými typy hydratace s ethylenoxidovou skupinou. Výrazně větší vliv elektrolytů na alkylpolyglykolethery naznačuje, že na povrchu micel alkylpolyglykosidů je náboj, zatímco alkylpolyethylenglykolethery žádný náboj nepředpokládají.
Alkylpolyglykosidy se tedy chovají jako směsi alkylpolyglykoletherů a aniontových povrchově aktivních látek. Studium interakce mezi alkylglykosidy a aniontovými nebo kationtovými povrchově aktivními látkami a stanovení potenciálu v emulzi ukazuje, že micely alkylglykosidů mají povrchový negativní náboj v rozmezí pH 3 ~ 9. Naproti tomu náboj micel alkylpolyethylenglykoletherů je slabě kladný nebo blízký nule. Důvod, proč jsou micely alkylglykosidů negativně nabité, nebyl dosud plně vysvětlen.