Растворы амфифила в воде

Предположим, что последовательность фаз в растворах амфифил - вода, по мере увеличения концентрации амфифила, следующая мицеллярный раствор обычных мицелл, гексагональная фаза, кубическая фаза, ламеллярная фаза, инвертированная кубическая фаза, инвертированная гексагональная фаза, раствор инвертированных мицелл (рис. 3.25). Области существования этих фаз разделены областями сосуществования двух фаз фазы имеют верхние критические точки типа точек равных концентраций (см. раздел 2.5), и систему эвтектических точек. Пусть фазовая диаграмма раствора амфифил — масло такова, что последовательность фаз, по мере увеличения концентрации масла, следующая инвертированные мицеллы амфифила, инвертированная гексагональная фаза, снова инвертированная мицеллярная фаза. [c.65]

Рис. 1.4. Структура ламеллярной фазы раствора амфифила в воде.

Кроме описанных выше структур жидкокристаллических фаз в растворах амфифила в воде, связанных с определенной упаковкой мицелл, существует еще одна, широко распространенная возможность упаковки молекул амфифила в водных растворах, также приводящая к одной из лиотропных жидкокристаллических фаз. Это так называемая ламеллярная структура, в которой имеются параллельные, чередующиеся слои амфифила и воды, причем спои амфифила являются двойными, в них к центру слоя обращены гидрофобные хвосты, образующие органическую жидкость, а полярные головки молекул обращены к соседним с двойным слоем амфифила слоям воды. В ламеллярных гексагональных, кубических [c.45]

Амфифильные молекулы, как правило, плохо растворяются в воде, склонны образовывать агрегаты таким образом, что их полярные группы на границе раздела фаз получают направление в сторону воды. При низких температурах смешение жидкого амфифила с водой приводит к расслоению системы на две фазы — жидкий амфифил с небольшими количествами растворенной в нем воды и вода с амфифилом. [c.224]

Таким образом, само явление образования мицелл в растворе ам( -фила в, воде приводит к образованию целого ряда различных мезофаз, отличающихся структурой упаковки молекул амфифила. [c.45]

При дальнейшем увеличении концентрации амфифила в воде в эксперименте отмечают вторую критическую концентрацию, а затем - третью. Считается, что при этих критических концентрациях происходит изменение структуры мицелл или структуры, связанной с полярными группами воды. Существование таких различных структур, соответствующих различным областям концентрации в мицеллярном растворе, напоминает существование различных квазикристаллических фаз в ламеллярных структурах глин (см. раздел 3.6), соответствующих различному числу слоев воды между алюмосиликатными слоя ш. [c.50]

При растворении амфифила в органическом растворителе образуются так называемые инвертированные мицеллы, сферические или цилиндрические. Их ядро состоит из безводных полярных групп и окружено слоем расплавленных углеводородных цепей амфифила, погруженных в окружающий органический растворитель. Образование инвертированных мицелл облегчается, если в раствор добавлено небольшое количество воды. Вода входит в ядро инвертированных мицелл и стабилизирует ее. Структуры с инвертированными мицеллами, содержащими в ядре гидратированные полярные группы, наблюдаются в растворах лецитина, галактолипидов и аэрозоля ОТ. [c.52]

Полимеры, как правило. Плохо растворимы друг в друге. Будучи смешаны, два различных полимера легко сегрегируют. Различные цепи молекулы блок-сополимера также стремятся сегрегировать. Поскольку, однако, химическая связь между этими двумя цепями блок-сополимера препятствует их разделению, в растворе блок-сополимера в низкомолекулярном растворителе (растворяющем преимущественно одну из цепей блок-сополи-мера и не растворяющем другую цепь) образуются те же Микрогетерогенные структуры, что и в лиотропных жидких кристаллах при растворении амфифила в воде. [c.90]

Точно так же, как многообразны фазовые диаграммы, описывающие поведение растворов амфифила в воде (см. рис. 3.6 — 3.8), многообразны и диаграммы фазовых состояний, описывающие трехкомпонентные системы вода — амфифил — масло. Вид этих диаграмм для трехкомпонентных систем зависит от характера фаз, образующихся как в растворах амфифила в воде, так и в растворах амфифила в масле. Ниже мы приведем (см. [3] к гл. 1), схематический пример фазовых диаграмм трехкомпонентной системы, предполагая определенный вид фазовых диаграмм растворов амфифил - вода и амфифил - масло. [c.65]

Таким образом, растворы указанного класса амфифилов в воде аналогичны растворам жидкостей, расслаивающимся при низких температурах, которые были рассмотрены в гл. 2. Правда, в нашем случае имеется одно существенное отличие. А именно, молекульктержни в концентрированных растворах амфифила (содержащих небольшое количество воды) выстраиваются параллельно и образуют нематический жидкий кристалл (или нематик). [c.37]

Рйс. 3.6. Схематический вид фазовой диаграммы вода - амфифил для случая амфифила с большим углеводородным хвостом . Двухфазные облает заштрихованы I - раствор воды в ам-фифиле 2 двухфазная система раствор амфифила + раствор воды 3 - ламеллярный жидкий кристалл 4 - дисперсия липосом 5 -кристалл вода. [c.42]

Набухание ламеллярных жидкокристаллитеских фаз в различных растворах амфифила в воде может быть различным. Можно выделить два основных типа набухания ламеллярных фаз. В первом случае прт набухании (при увеличении количества воды в растворе) молекулы амфифила в двойных слоях располагаются все более наклонно по отношению к нормали к плоскости слоев. При этом толщина споев амфифила уменьшается, а поверхность, приходящаяся на одну полярную группу, увеличивается. В то же время толщина водного слоя при набухании растет. Одновременное уменьшение толщины слоя ам( я1фила и увеличение толщины водного слоя приводит к тому, что в целом ряде растворов при набухании период ламеллярной структуры (сумма толщин слоя амфифила и водного слоя) практически остается неизменным. В то же время площадь поверхности раздела, приходящаяся на одну полярную группу молекулы амфифила, с набуханием растет. Набухание такого типа характерно для водных растворов солей жирных кислот - мыл [5]. [c.46]

При повышении концентрации амфифила выше критической концентрации мицеллообразования (ККМ) число мицелл увеличивается, их размеры (вблизи от К1Ш) остаются практически неизменными, а концетрация истинного рас1вора амфифила в воде (отдельные молекулы амфлфипа, окруженные водой), остается почти постоянной. У молекул аме жфила с достаточно длинными зо леводородными хвостами число молекул, образующих мицеллы, довольно велико - несколько десятков молекул. Поэтому дая грубой оценки ККМ можно рассматривать мицеллу как макроскопическую фазу, находящуюся в равновесии с истинным раствором амфифила в воде. Приравнивая химический потенциал амфифила в воде (2 21) химическому потенциалу амфифила в мицелле — Иц, найдем, значение ККМ [c.50]

В заключение этого раздела сделаем одно замечание относительно закономерности смены фаз в растворах амфифилов (с сильной полярной группой) в воде по мере увеличения концентрации амфифила. Мы отмечали, что при набуханий (увеличении доли воды в растворе) ламеллярных фаз амфифилов площадь поверхности раздела амфифил — вода, приходящаяся на одну полярную группу 1, возрастает (в большей или меньшей степени, в зависимости от типа амфифила). Наоборот, с увеличением концентрации амфифила в ламеллярной фазе х 1 уменьшается. [c.52]

Специфическим видом текстур диотропных жидких кристаллов являются так называемые миелиновые фигуры. Миелиновые фигуры представляют собой трубчатые структуры, образующиеся в растворах амфифила в воде. Миелиновые фигуры возникают в растворах таких амфифилов, которые не образуют нормальной гексагональной фазы, так что в них возможно сосуществование ламеллярной фазы лиотропного жидкого кристалла и истинного или мицеллярного раствора амфифила в воде. [c.64]

Лиотропный нематический жидкий кристалл может быть образован не только растворенными в воде молекуламич тержнями, но также и растворенными в воде цилиндрическими мицеллами амфифила, которые будут играть роль стержней (см. раздел 3.5). Такая нематическая фаза может находиться в равновесии с изотропным мицеллярным раствором (а также с ламеллярной и гексагональной фазами [4].). [c.40]

Наряду с рассмотренными в предыдущем разделе растворами слабо растворяющегося ам жфила (с длинным углеводородным хвостом и слабой полярной группой) в воде, можно рассмотреть противоположный случай амфифила с коротким углеводородным хвостом и полярной группой с большим дипольным моментом, обладающего хорошей растворимостью в воде. Плохо растворяющиеся амфифилы назьшают также набухающими ам мфилами , а хорошо растворяющиеся в воде амфифилы носят название типичных ассощшрующих коллоидов . [c.45]

Характерной особенностью лиотропных жидкокристаллических фаз является то, что содержание воды в этах фазах может непрерывно меняться (в определенных пределах). Если содержание воды превышает максимальный предел или оказьшается меньше минимального предела концентрации воды, допустимой для данной ламеллярной фазы, то в растворе возникает расслоение и тогда, например, ламеллярная фаза будет сосуществовать с какой-либо другой жидкокристаллической фазой раствора данного амфифила в воде — мицеллярной нематической, гексагональной, жидкокристаллической и др. [c.46]

Следует отметить, что при переходе от мицеллярного раствора (в котором присутствуют сферические мицеллы) к плотно упакованной гра-нецентрироранной кубической структуре, состоящей из сферических мицелл, или от раствора цилиндрических мицелл к плотно упакованной структуре цилиндрических мицелл с гексагональной решеткой, происходящей при увеличении концентрации амфифила в воде, (сопровождающемся увеличением концентрации мицелл), не обязательно должны появляться промежуточные жидкая и жидкокристаллическая фазы мицелл. Подобно тому как обычные вещества могут крисгаализоваться не только из жидкости, но и из пара, гранецентрированная кубическая структура шарообразных Мицелл или гексагональная плотно упакованная структура [c.48]

Рис. 3.17. Изменение а) периода ламеллярной фазы с/ и б) площади поверхности раздела 5 при набухании в воде. Ф - объемная доля амфифила в растворе У - а> розоль ОТ 2 - монокаприлин 3 - монопальмитин

Ограниченное набухание имеет место в том случае, когда при добавлении к амфифилу воды, с ростом толщины водного слоя, гидратационные силы, дающие эффективное отталкивание слоев амфифила, вначале превышают силы ван-дер-ваальсова притяжения, но при некотором конечном значении толщины водного слоя эти силы сравниваются при больших значениях толщины В01Ш0Г0 слоя ван-дер-ваальсово притяжение превышало бы гидра-тационное отталкивание. Предельное набухание наблюдается, например, в водных растворах лецитина [21) (рис. 3.19). [c.62]

Рис. 3.21. Изменение а) периода ламеллярной структуры <1, б) толщины амфифильно-го слоя ( а и в) плошши поверхности амфифила на одну полярную головку 5 при набухании мып в воде. Ф - объемная доля амфифила в растворе 1 - 2 -

Справочник химика 21

Химия и химическая технология