תכונותיהם של אלקיל פוליגלוקוזידים

בדומה לאתרי אלקיל פוליאוקסיאתילן,אלקיל פוליגליקוזידיםהם בדרך כלל חומרים פעילי שטח טכניים. הם מיוצרים באמצעות אופני סינתזה שונים של פישר ומורכבים מהתפלגות של מינים עם דרגות שונות של גליקוזידציה, המסומנות על ידי ערך n ממוצע. זה מוגדר כיחס בין הכמות המולרית הכוללת של גלוקוז לכמות המולרית של אלכוהול שומני בפוליגלוקוזיד אלקיל, תוך התחשבות במשקל המולקולרי הממוצע כאשר משתמשים בתערובות אלכוהול שומני. כפי שכבר הוזכר, לרוב הפוליגלוקוזידים האלקיליים החשובים ליישום יש ערך n ממוצע של 1.1-1.7. לפיכך, הם מכילים אלקיל מונוגלוקוזידים ואלקיל דיגלוקוזידים כמרכיבים העיקריים, כמו גם כמויות קטנות יותר של אלקיל טריגלוקוזידים, אלקיל טטראגלוקוזידים וכו' עד לאלקיל אוקטגלוקוזידים. מלבד האוליגומרים, כמויות מינוריות (בדרך כלל 1-2%) של אלכוהולים שומניים המשמשים בסינתזה של פוליגלוקוז, ומלחים, בעיקר עקב קטליזה (1.5-2.5%), תמיד קיימים. הנתונים מחושבים ביחס לחומר פעיל. בעוד שאתרי אלקיל פוליאוקסיתילן או אתוקסילטים רבים אחרים ניתנים להגדרה חד משמעית על ידי התפלגות משקלים מולקולריים, תיאור אנלוגי אינו מספק בשום אופן עבור אלקיל פוליגלוקוזידים מכיוון שאיזומריות שונות מובילה למגוון מורכב הרבה יותר של מוצרים. ההבדלים בין שתי קבוצות החומרים הפעילי שטח גורמים לתכונות שונות למדי שמקורן באינטראקציה חזקה של קבוצות הראש עם המים ובחלקן זו עם זו.

קבוצת האתוקסילאט של פוליאוקסי-אתילן אלקיל אתר מקיימת אינטראקציה חזקה עם מים, ויוצרת קשרי מימן בין מולקולות האתילן, חמצן, למים, וכך בונה קליפות הידרציה מיצלריות שבהן מבנה המים גדול יותר (אנטרופיה ואנתלפיה נמוכות יותר) מאשר במים בתפזורת. מבנה ההידרציה דינמי ביותר. בדרך כלל בין שתיים לשלוש מולקולות מים קשורות לכל קבוצת EO.

בהתחשב בקבוצות ראש גלוקוזיל עם שלוש פונקציות OH עבור מונוגלוקוזיד או שבע עבור דיגלוקוזיד, התנהגות אלקיל גלוקוזיד צפויה להיות שונה מאוד מזו של אתרי אלקיל פוליאוקסי-אתילן. מלבד האינטראקציה החזקה עם מים, ישנם גם כוחות בין קבוצות הראש של החומרים הפעילי שטח במיצלות כמו גם בשלבים אחרים. בעוד שאתרי אלקיל פוליאוקסי-אתילן דומים לבדם הם נוזלים או מוצקים בעלי התכה נמוכה, אלקיל פוליגלוקוזידים הם מוצקים בעלי התכה גבוהה יותר בגלל קשרי מימן בין-מולקולריים בין קבוצות גלוקוזיל שכנות. הם מציגים תכונות גבישיות נוזליות תרמוטרופיות מובחנות, כפי שיפורט בהמשך. קשרי מימן בין-מולקולריים בין קבוצות הראש אחראים גם למסיסות הנמוכה יחסית שלהם במים.

באשר לגלוקוז עצמו, האינטראקציה של קבוצת הגלוקוזיל עם מולקולות המים הסובבות אותה נובעת מקשרי מימן נרחבים. עבור גלוקוז, ריכוז מולקולות המים המסודרות בטטרהדרליות גבוה יותר מאשר במים בלבד. לפיכך, גלוקוז, וכנראה גם אלקיל גלוקוזידים, יכולים להיות מסווגים כ"יוצרי מבנה", התנהגות הדומה מבחינה איכותית לזו של האתוקסילטים.

בהשוואה להתנהגות מיצלת האתוקסילאט, הקבוע הדיאלקטרי הבין-פנימי האפקטיבי של האלקיל גלוקוזיד גבוה בהרבה ודומה יותר לזה של מים מאשר לזה של האתוקסילאט. לכן, האזור סביב קבוצות הראש במיצלת האלקיל גלוקוזיד הוא דמוי מימית.