Physikalisch-chemische Eigenschaften von Alkylpolyglycosiden – Phasenverhalten
Binäre Systeme

Die hervorragende Leistungsfähigkeit von Tensiden beruht im Wesentlichen auf spezifischen physikalischen und chemischen Effekten. Dies betrifft einerseits die Grenzflächeneigenschaften und andererseits das Verhalten in Lösung, wie beispielsweise das Phasenverhalten. Im Vergleich zu Fettalkoholethoxylaten (Alkylpolyglykolethern) sind die physikochemischen Parameter von Alkylglykosiden bisher relativ wenig untersucht. Dabei wurden für Alkylpolyglykoside signifikante Eigenschaften festgestellt, die sich teilweise deutlich von denen anderer nichtionischer Tenside unterscheiden. Die bisherigen Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen. Besonders auffällig waren die signifikanten Unterschiede im Verhalten der Fettalkoholethoxylate.

Verglichen mit systematischen Untersuchungen an Fettalkoholethoxylaten gibt es bisher nur wenige Studien zum Phasenverhalten von Alkylpolyglycosiden mit Substanzen unterschiedlicher Reinheit. Beim Vergleich der erhaltenen Ergebnisse muss berücksichtigt werden, dass die Anwesenheit von Nebenkomponenten die Details der Phasendiagramme erheblich beeinflusst. Dennoch lassen sich grundlegende Beobachtungen zum Phasenverhalten von Alkylglycosiden machen. Das Phasenverhalten eines technischen C8-10-Alkylpolyglycosids (C8-10 APG) ist in (Abbildung 1) dargestellt. Bei Temperaturen über 20 °C liegt das C8-10 APG bis zu sehr hohen Konzentrationen in einer isotropen Phase vor, deren Viskosität stark ansteigt. Bei etwa 95 Gew.-% bildet sich eine doppelbrechende lyotrope Phase nematischer Textur, die bei etwa 98 Gew.-% in einen trüben Zweiphasenbereich aus flüssigem und festem Alkylpolyglycosid übergeht. Bei relativ niedrigen Temperaturen wird zwischen 75 und 85 Gew.-% zusätzlich eine lamellare flüssigkristalline Phase beobachtet.
Für ein reines kurzkettiges n-Octyl-β-D-glucosid wurde das Phasendiagramm von Nilsson et al. und Sakya et al. detailliert untersucht. Die einzelnen Phasen wurden mittels NMR und Kleinwinkel-Röntgenstreuung (SAXS) genau charakterisiert. Abbildung 2 zeigt die Phasenabfolge. Bei tiefen Temperaturen werden mit zunehmendem Tensidgehalt eine hexagonale, eine kubische und schließlich eine lamellare Phase beobachtet. Unterschiede zum Phasendiagramm des C8-10-Alkylpolyglycosids (Abbildung 1) lassen sich durch unterschiedliche Alkylkettenlängenschnitte und eine unterschiedliche Anzahl von Glucoseeinheiten im Molekül erklären (siehe unten).