Les propriétés des alkylpolyglucosides

Semblable aux éthers alkyliques de polyoxyéthylène,polyglycosides d'alkylesont généralement des tensioactifs techniques. Ils sont produits via différents modes de synthèse Fischer et consistent en une distribution d'espèces avec différents degrés de glycosidation indiqués par une valeur n moyenne. Ceci est défini comme le rapport de la quantité molaire totale de glucose à la quantité molaire d'alcool gras dans l'alkylpolyglucoside, en tenant compte du poids moléculaire moyen lorsque des mélanges d'alcools gras sont utilisés. Comme déjà mentionné, la plupart des alkylpolyglucosides importants pour l'application ont une valeur n moyenne de 1,1 à 1,7. Par conséquent, ils contiennent des monoglucosides d'alkyle et des diglucosides d'alkyle comme composants principaux, ainsi que de plus petites quantités d'alkyl triglucosides, d'alkyl tétraglucosides, etc. jusqu'aux alkyl octaglucosides, outre les oligomères, des quantités mineures (généralement 1 à 2 %) d'alcools gras utilisés dans le polyglucose de synthèse et les sels, principalement dus à la catalyse (1,5-2,5%), sont toujours présents. Les chiffres sont calculés 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 de poids moléculaires, une description analogue n'est en aucun cas adéquate pour les alkylpolyglucosides car des isoméries différentes conduisent à une gamme de produits beaucoup plus complexe. Les différences entre les deux classes de tensioactifs se traduisent par des propriétés plutôt différentes provenant de 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'éthylène, l'oxygène et les molécules d'eau, formant ainsi des coques d'hydratation micellaires où la structuration de l'eau est plus grande (entropie et enthalpie plus faibles) que dans l'eau en vrac. La structure d'hydratation est très dynamique. Habituellement, entre deux et trois molécules d’eau sont associées à chaque groupe EO.

En considérant les groupes de tête glucosyle avec trois fonctions OH pour un monoglucoside ou sept pour un diglucoside, le comportement des alkylglucosides devrait être très différent de celui des éthers alkyliques de polyoxyéthylène. Outre la forte interaction avec l'eau, il existe également des forces entre les groupes de tête de tensioactifs dans les micelles ainsi que dans d'autres phases. Alors que les éthers alkyliques de polyoxyéthylène comparables seuls sont des liquides ou des solides à faible point de fusion, les alkylpolyglucosides sont des solides à point de fusion plus élevé en raison de la liaison hydrogène intermoléculaire entre les groupes glucosyle voisins. Ils présentent des propriétés cristallines liquides thermotropes distinctes, comme cela sera discuté ci-dessous. 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 « créateurs de structure », un comportement qualitativement similaire à celui des éthoxylates.

En comparaison avec le comportement de la micelle d'éthoxylate, la constante diélectrique interfaciale effective de l'alkylglucoside est beaucoup plus élevée et plus similaire à celle de l'eau qu'à celle de l'éthoxylate. Ainsi, la région autour des groupes de tête au niveau de la micelle d’alkylglucoside est de type aqueux.