Les propriétés des alkylpolyglucosides

Similaires aux éthers alkyliques de polyoxyéthylène,alkylpolyglycosidesCe sont généralement des tensioactifs techniques. Ils sont produits par différents modes de synthèse de Fischer et se composent d'une distribution d'espèces présentant différents degrés de glycosidation, indiqués par une valeur n moyenne. Celle-ci est définie comme le rapport entre la quantité molaire totale de glucose et la quantité molaire d'alcool gras dans l'alkylpolyglucoside, en tenant compte de la masse moléculaire moyenne en cas d'utilisation de mélanges d'alcools gras. Comme mentionné précédemment, la plupart des alkylpolyglucosides importants pour l'application présentent une valeur n moyenne comprise entre 1,1 et 1,7. Ils contiennent donc des alkylmonoglucosides et des alkyldiglucosides comme principaux composants, ainsi que de plus faibles quantités d'alkyltriglucosides, d'alkyltétraglucosides, etc., jusqu'aux alkyloctaglucosides. Outre les oligomères, des quantités mineures (généralement 1 à 2 %) d'alcools gras utilisés dans la synthèse du polyglucose et des sels, principalement dus à la catalyse (1,5 à 2,5 %), sont toujours présentes. Ces valeurs sont calculées par rapport à la matière active. Alors que les éthers alkyliques de polyoxyéthylène ou de nombreux autres éthoxylates peuvent être définis sans ambiguïté par une distribution des masses moléculaires, une description analogue est loin d'être adéquate pour les polyglucosides d'alkyle, car des isoméries différentes donnent lieu à une gamme de produits beaucoup plus complexe. Les différences entre les deux classes de tensioactifs se traduisent par des propriétés assez différentes, dues à la forte interaction des groupes de tête avec l'eau et, en partie, entre eux.

Le groupe éthoxylate de l'éther alkylique de polyoxyéthylène interagit fortement avec l'eau, formant des liaisons hydrogène entre l'oxygène de l'éthylène et les molécules d'eau, formant ainsi des couches d'hydratation micellaires où la structuration de l'eau est plus importante (entropie et enthalpie plus faibles) que dans l'eau en vrac. La structure d'hydratation est très dynamique. Généralement, deux à trois molécules d'eau sont associées à chaque groupe EO.

Si l'on considère les groupes de tête glucosyle possédant trois fonctions OH pour un monoglucoside et sept pour un diglucoside, le comportement des alkylglucosides devrait être très différent de celui des éthers alkyliques polyoxyéthylénés. Outre la forte interaction avec l'eau, des forces s'exercent également entre les groupes de tête des tensioactifs, dans les micelles comme dans d'autres phases. Alors que les éthers alkyliques polyoxyéthylénés comparables sont seuls liquides ou solides à bas point de fusion, les alkylpolyglucosides sont des solides à point de fusion plus élevé en raison des liaisons hydrogène intermoléculaires entre les groupes glucosyle voisins. Ils présentent des propriétés cristallines liquides thermotropes distinctes, comme nous le verrons plus loin. Les liaisons hydrogène intermoléculaires entre les groupes de tête sont également responsables de leur solubilité relativement faible dans l'eau.

Quant au glucose lui-même, l'interaction du groupe glucosyle avec les molécules d'eau environnantes est due à de nombreuses liaisons hydrogène. Pour le glucose, la concentration de molécules d'eau disposées de manière tétraédrique est plus élevée que dans l'eau seule. Par conséquent, le glucose, et probablement aussi les alkylglucosides, peuvent être classés comme « structurants », un comportement qualitativement similaire à celui des éthoxylates.

Comparée au comportement de la micelle d'éthoxylate, la constante diélectrique interfaciale effective de l'alkyl glucoside est beaucoup plus élevée et plus proche de celle de l'eau que de celle de l'éthoxylate. Ainsi, la région entourant les groupes de tête de la micelle d'alkyl glucoside est de type aqueux.