Proprietà fisico-chimiche degli alchil poliglicosidi - Comportamento di fase

Sistemi binari

Il diagramma di fase del sistema alchil poliglicoside C12-14 (APG C12-14)/acqua differisce da quello dell'APG a catena corta (Figura 3). A temperature inferiori, si forma una regione solido/liquido al di sotto del punto di Krafft, in un ampio intervallo di concentrazione. Con l'aumento della temperatura, il sistema si trasforma in una fase liquida isotropa. Poiché la cristallizzazione è cineticamente ritardata in misura considerevole, questo confine di fase cambia posizione con il tempo di conservazione. A basse concentrazioni, la fase liquida isotropa si trasforma al di sopra dei 35 °C in una regione bifasica composta da due fasi liquide, come si osserva normalmente con i tensioattivi non ionici. A concentrazioni superiori al 60% in peso, si forma una sequenza di fasi cristalline liquide a tutte le temperature. Vale la pena ricordare che nella regione monofasica isotropa, l'evidente birifrangenza del flusso può essere osservata quando la concentrazione è appena inferiore alla fase disciolta, per poi scomparire rapidamente al termine del processo di taglio. Tuttavia, non è stata trovata alcuna regione polifase separata dalla fase L1. Nella fase L1, un'altra regione con debole birifrangenza di flusso si trova in prossimità del valore minimo del gap di miscibilità liquido/liquido.
Platz et al. hanno condotto indagini fenomenologiche sulla struttura delle fasi liquido-cristalline utilizzando metodi come la microscopia a polarizzazione. A seguito di queste indagini, sono state considerate tre diverse regioni lamellari in soluzioni concentrate di C12-14 APG: Lα_io,Lα_sinistrae Lαh. Secondo la microscopia a polarizzazione, si possono osservare tre diverse consistenze.
Dopo essere stata conservata per lungo tempo, una tipica fase liquido-cristallina lamellare sviluppa regioni pseudoisotrope scure sotto luce polarizzata. Queste regioni sono nettamente separate dalle aree altamente birifrangenti. La fase Lαh, che si verifica nell'intervallo di concentrazione media della regione della fase liquido-cristallina, a temperature relativamente elevate, mostra tali strutture. Le strutture Schlieren non si osservano mai, sebbene siano solitamente presenti striature oleose fortemente birifrangenti. Se un campione contenente una fase Lαh viene raffreddato per determinare il punto di Krafft, la struttura cambia al di sotto di una temperatura caratteristica. Le regioni pseudoisotrope e le striature oleose chiaramente definite scompaiono. Inizialmente, non cristallizza alcun APG C12-14, ma si forma invece una nuova fase liotropica che mostra solo una debole birifrangenza. A concentrazioni relativamente elevate, questa fase si espande fino ad alte temperature. Nel caso degli alchil glicosidi, emerge una situazione diversa. Tutti gli elettroliti, ad eccezione dell'idrossido di sodio, hanno portato a una significativa riduzione dei punti di intorbidamento. L'intervallo di concentrazione degli elettroliti è circa un ordine di grandezza inferiore a quello degli alchil polietilenglicoleteri. Sorprendentemente, ci sono solo lievissime differenze tra i singoli elettroliti. L'aggiunta di alcali ha ridotto significativamente l'intorbidamento. Per spiegare le differenze di comportamento tra alchil poliglicoleteri e alchil poliglicoleteri, si presume che il gruppo OH accumulato nell'unità di glucosio abbia subito diversi tipi di idratazione con il gruppo di ossido di etilene. L'effetto significativamente maggiore degli elettroliti sugli alchil poliglicoleteri suggerisce che vi sia una carica sulla superficie delle micelle di alchil poliglicosidi, mentre gli alchil polietilenglicoleteri non assumono alcuna carica.
Pertanto, gli alchil poliglicosidi si comportano come miscele di alchil poliglicoleteri e tensioattivi anionici. Lo studio dell'interazione tra alchil glicosidi e tensioattivi anionici o cationici e la determinazione del potenziale nell'emulsione mostrano che le micelle di alchil glicosidi hanno una carica superficiale negativa nell'intervallo di pH compreso tra 3 e 9. Al contrario, la carica delle micelle di alchil polietilenglicole etere è debolmente positiva o prossima allo zero. Il motivo per cui le micelle di alchil glicosidi sono caricate negativamente non è stato completamente spiegato.