Fyzikálno-chemické vlastnosti alkylpolyglykozidov - fázové správanie

Binárne systémy

Fázový diagram systému C12-14 alkylpolyglykozid (C12-14 APG)/voda sa líši od fázového diagramu systému APG s krátkym reťazcom (Obrázok 3). Pri nižších teplotách sa pod Krafftovým bodom tvorí oblasť pevná látka/kvapalina v širokom rozsahu koncentrácií. So zvyšujúcou sa teplotou sa systém mení na izotropnú kvapalnú fázu. Pretože kryštalizácia je kineticky značne spomalená, táto fázová hranica mení polohu s dobou skladovania. Pri nízkych koncentráciách sa izotropná kvapalná fáza mení nad 35 °C na dvojfázovú oblasť dvoch kvapalných fáz, ako sa bežne pozoruje pri neiónových povrchovo aktívnych látkach. Pri koncentráciách nad 60 % hmotnostných sa pri všetkých teplotách tvorí sekvencia kvapalnej kryštalickej fázy. Za zmienku stojí, že v izotropnej jednofázovej oblasti možno pozorovať zjavný dvojlom prúdenia, keď je koncentrácia tesne nižšia ako rozpustená fáza, a potom po ukončení šmykového procesu rýchlo zmizne. Nezistila sa však žiadna polyfázová oblasť, ktorá by bola oddelená od fázy L1. Vo fáze L1 sa ďalšia oblasť so slabým dvojlomom prúdenia nachádza v blízkosti minimálnej hodnoty medzery miešateľnosti kvapalina/kvapalina.
Fenomenologické skúmania štruktúry kvapalných kryštalických fáz vykonali Platz a kol. s použitím metód, ako je polarizačná mikroskopia. Na základe týchto skúmaní sa v koncentrovaných roztokoch C12-14 APG uvažujú tri rôzne lamelárne oblasti: Lα_l,Lα_{ľavá strana}a Lαh. Podľa polarizačnej mikroskopie existujú tri rôzne textúry.
Po dlhom skladovaní sa v typickej lamelárnej kvapalnokryštalickej fáze pod polarizovaným svetlom vytvoria tmavé pseudoizotropné oblasti. Tieto oblasti sú jasne oddelené od oblastí s vysokým dvojlomom. Fáza Lαh, ktorá sa vyskytuje v strednom koncentračnom rozsahu oblasti kvapalnokryštalickej fázy pri relatívne vysokých teplotách, vykazuje takéto textúry. Schlierenove textúry sa nikdy nepozorujú, hoci zvyčajne sú prítomné silne dvojlomné olejové pruhy. Ak sa vzorka obsahujúca fázu Lαh ochladí na stanovenie Krafftovho bodu, textúra sa zmení pod charakteristickú teplotu. Pseudoizotropné oblasti a jasne definované olejové pruhy zmiznú. Spočiatku nekryštalizuje žiadny C12-14 APG, namiesto toho sa vytvorí nová lyotropná fáza vykazujúca iba slabý dvojlom. Pri relatívne vysokých koncentráciách sa táto fáza rozpína až do vysokých teplôt. V prípade alkylglykozidov nastáva iná situácia. Všetky elektrolyty, s výnimkou hydroxidu sodného, viedli k významnému zníženiu bodov zákalu. Rozsah koncentrácií elektrolytov je približne o rád nižší ako u alkylpolyetylénglykoléterov. Prekvapivo sú medzi jednotlivými elektrolytmi len veľmi malé rozdiely. Pridanie alkálie významne znížilo zákal. Na vysvetlenie rozdielov v správaní medzi alkylpolyglykolétermi a alkylpolyglykolétermi sa predpokladá, že OH skupina nahromadená v glukózovej jednotke prešla rôznymi typmi hydratácie s etylénoxidovou skupinou. Výrazne väčší vplyv elektrolytov na alkylpolyglykolétery naznačuje, že na povrchu alkylpolyglykozidových micel je náboj, zatiaľ čo alkylpolyetylénglykolétery nepredpokladajú žiadny náboj.
Alkylpolyglykozidy sa teda správajú ako zmesi alkylpolyglykoléterov a aniónových povrchovo aktívnych látok. Štúdium interakcie medzi alkylglykozidmi a aniónovými alebo katiónovými povrchovo aktívnymi látkami a stanovenie potenciálu v emulzii ukazuje, že micely alkylglykozidov majú povrchový záporný náboj v rozsahu pH 3 ~ 9. Naproti tomu náboj miciel alkylpolyetylénglykoléterov je slabo kladný alebo blízky nule. Dôvod, prečo sú micely alkylglykozidov záporne nabité, nebol úplne vysvetlený.