Φυσικοχημικές Ιδιότητες Αλκυλοπολυγλυκοζιτών - Συμπεριφορά Φάσης

Δυαδικά συστήματα

Το διάγραμμα φάσεων του συστήματος C12-14 αλκυλοπολυγλυκοζίτη (C12-14 APG)/νερού διαφέρει από αυτό του APG βραχείας αλυσίδας. (Σχήμα 3). Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, σχηματίζεται μια περιοχή στερεού/υγρού κάτω από το σημείο Krafft, σε ένα ευρύ φάσμα συγκεντρώσεων. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, το σύστημα μετατρέπεται σε ισότροπη υγρή φάση. Επειδή η κρυστάλλωση επιβραδύνεται κινητικά σε σημαντικό βαθμό, αυτό το όριο φάσης αλλάζει θέση με τον χρόνο αποθήκευσης. Σε χαμηλές συγκεντρώσεις, η ισότροπη υγρή φάση μεταβάλλεται πάνω από τους 35℃ σε μια διφασική περιοχή δύο υγρών φάσεων, όπως παρατηρείται κανονικά με μη ιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες. Σε συγκεντρώσεις άνω του 60% κατά βάρος, σχηματίζεται μια αλληλουχία υγρής κρυσταλλικής φάσης σε όλες τις θερμοκρασίες. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην ισότροπη μονοφασική περιοχή, η προφανής διπλή διάθλαση ροής μπορεί να παρατηρηθεί όταν η συγκέντρωση είναι λίγο χαμηλότερη από τη διαλυμένη φάση και στη συνέχεια εξαφανίζεται γρήγορα μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας διάτμησης. Ωστόσο, δεν βρέθηκε καμία πολυφασική περιοχή να διαχωρίζεται από τη φάση L1. Στη φάση L1, μια άλλη περιοχή με ασθενή διπλή διάθλαση ροής βρίσκεται κοντά στην ελάχιστη τιμή του χάσματος αναμιξιμότητας υγρού/υγρού.
Φαινομενολογικές έρευνες στη δομή των υγρών κρυσταλλικών φάσεων διεξήχθησαν από τους Platz et al. Χρησιμοποιώντας μεθόδους όπως η μικροσκοπία πόλωσης. Μετά από αυτές τις έρευνες, εξετάζονται τρεις διαφορετικές ελασματώδεις περιοχές σε συμπυκνωμένα διαλύματα C12-14 APG: Lα_l,Λα_{αριστερά}και Lαh. Υπάρχουν τρεις διαφορετικές υφές σύμφωνα με τη μικροσκοπία πόλωσης.
Μετά από μακροχρόνια αποθήκευση, μια τυπική ελασματοειδής υγρή κρυσταλλική φάση αναπτύσσει σκούρες ψευδοϊσοτροπικές περιοχές υπό πολωμένο φως. Αυτές οι περιοχές διαχωρίζονται σαφώς από τις περιοχές με υψηλή διπλή διάθλαση. Η φάση Lαh, η οποία εμφανίζεται στο εύρος μέσης συγκέντρωσης της περιοχής υγρής κρυσταλλικής φάσης, σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες, εμφανίζει τέτοιες υφές. Δεν παρατηρούνται ποτέ υφές Schlieren, αν και συνήθως υπάρχουν έντονα διπλές ελαιώδεις ραβδώσεις. Εάν ένα δείγμα που περιέχει μια φάση Lαh ψυχθεί για να προσδιοριστεί το σημείο Krafft, η υφή αλλάζει κάτω από μια χαρακτηριστική θερμοκρασία. Οι ψευδοϊσοτροπικές περιοχές και οι σαφώς καθορισμένες ελαιώδεις ραβδώσεις εξαφανίζονται. Αρχικά, δεν κρυσταλλώνεται C12-14 APG, αλλά σχηματίζεται μια νέα λυοτροπική φάση που εμφανίζει μόνο ασθενή διπλή διάθλαση. Σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις, αυτή η φάση επεκτείνεται έως και υψηλές θερμοκρασίες. Στην περίπτωση των αλκυλογλυκοζιτών, προκύπτει μια διαφορετική κατάσταση. Όλοι οι ηλεκτρολύτες, με εξαίρεση το υδροξείδιο του νατρίου, οδήγησαν σε σημαντική μείωση των σημείων θολότητας. Το εύρος συγκέντρωσης των ηλεκτρολυτών είναι περίπου μια τάξη μεγέθους χαμηλότερο από αυτό των αιθέρων αλκυλοπολυαιθυλενογλυκόλης. Παραδόξως, υπάρχουν μόνο πολύ μικρές διαφορές μεταξύ των μεμονωμένων ηλεκτρολυτών. Η προσθήκη αλκαλίου μείωσε σημαντικά τη θολότητα. Για να εξηγηθούν οι διαφορές συμπεριφοράς μεταξύ των αιθέρων αλκυλοπολυγλυκόλης και των αιθέρων αλκυλοπολυγλυκόλης, θεωρείται ότι η ομάδα ΟΗ που συσσωρεύεται στη μονάδα γλυκόζης έχει υποστεί διαφορετικούς τύπους ενυδάτωσης με την ομάδα αιθυλενοξειδίου. Η σημαντικά μεγαλύτερη επίδραση των ηλεκτρολυτών στους αλκυλοπολυγλυκολαιθέρες υποδηλώνει ότι υπάρχει φορτίο στην επιφάνεια των μικκυλίων αλκυλοπολυγλυκοζιτών, ενώ οι αιθέρες αλκυλοπολυαιθυλενογλυκόλης δεν υποθέτουν φορτίο.
Έτσι, τα αλκυλοπολυγλυκοζίδια συμπεριφέρονται σαν μείγματα αλκυλοπολυγλυκολαιθέρων και ανιονικών επιφανειοδραστικών ουσιών. Η μελέτη της αλληλεπίδρασης μεταξύ αλκυλογλυκοζιτών και ανιονικών ή κατιονικών επιφανειοδραστικών ουσιών και ο προσδιορισμός του δυναμικού στο γαλάκτωμα δείχνουν ότι τα μικκύλια αλκυλογλυκοζιτών έχουν επιφανειακό αρνητικό φορτίο στην περιοχή pH από 3 ~ 9. Αντίθετα, το φορτίο των μικκυλίων αλκυλοπολυαιθυλενογλυκολαιθέρα είναι ασθενώς θετικό ή κοντά στο μηδέν. Ο λόγος για τον οποίο τα μικκύλια αλκυλογλυκοζιτών είναι αρνητικά φορτισμένα δεν έχει εξηγηθεί πλήρως.