Self-aggregation, dilational surface rheology and foaming properties of 1-O-dodecyl diglyceryl ether compared to n-dodecyl-β-D-maltoside and pentaethyleneglycol monododecyl ether
Résumé
Diglyceryl alkyl esters are good foaming agents but the ester linker can be sensitive to pH, chemicals and temperature unlike the ether function. In this work, the foaming properties of a diglyceryl ether, namely 1-O-dodecyl diglyceryl ether (C12Gly2), are compared to those of n-dodecyl-β-D-maltoside (C12Glc2) and pentaethyleneglycol monododecyl ether (C12E5). The self-aggregation behaviour of C12Gly2 and adsorption at the air–water interface has been first investigated. For the three surfactants, the dynamic response of the interface, measured in oscillatory bubble interfacial rheology experiments below CMC, is compared and put in relation with their foaming properties. In particular, the foamability by air sparging at a concentration of 10 times the CMC, the foam stability over 1 h and the foam density are quantified.
It is shown that C12Gly2 forms liquid crystals at low concentration (∼10 CMC). C12E5, with a lower elasticity high frequency limit
, forms unstable foam with quick drainage and breakdown, whereas higher surfactants C12Gly2 and C12Glc 2 form much more stable foams, resulting from hydrogen bonds between the polar heads of C12Glc 2 and C12Gly2. Differences in C12Gly2 and C12Glc2 foams lay in initial bubble size (smaller for the C12Glc 2). In C12Gly2 foam, the main destabilization phenomenon is coalescence over drainage, and the foam volume only decreases by 30% in 1 h.
Les diglycéryl alkyl esters sont de bons agents moussants, mais la liaison ester peut être sensible au pH, aux produits chimiques et à la température, contrairement à la fonction éther. Dans ce travail, les propriétés moussantes d'un diglycéryl éther, à savoir le 1-O-dodécyl diglycéryl éther (C12Gly2), sont comparées à celles du n-dodécyl-β-D-maltoside (C12Glc2) et du pentaéthylèneglycol monododécyl éther (C12E5). Le comportement d'auto-agrégation du C12Gly2 et l'adsorption à l'interface air-eau ont d'abord été étudiés. Pour les trois agents de surface, la réponse dynamique de l'interface, mesurée dans des expériences de rhéologie interfaciale à bulles oscillantes en dessous de la CMC, est comparée et mise en relation avec leurs propriétés moussantes. En particulier, la capacité de moussage par barbotage d'air à une concentration de 10 fois la CMC, la stabilité de la mousse pendant 1 heure et la densité de la mousse sont quantifiées.
Il est démontré que le C12Gly2 forme des cristaux liquides à faible concentration (∼10 CMC). Le C12E5, avec une limite de haute fréquence d'élasticité plus faible
C12Gly2 et C12Glc 2 forment des mousses beaucoup plus stables, résultant de liaisons hydrogène entre les têtes polaires de C12Glc 2 et C12Gly2. Les différences entre les mousses de C12Gly2 et de C12Glc2 résident dans la taille initiale des bulles (plus petite pour le C12Glc 2). Dans la mousse de C12Gly2, le principal phénomène de déstabilisation est la coalescence par drainage, et le volume de la mousse ne diminue que de 30 % en 1 heure.
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2023_JML_Delforce_Foam properties C12Gly2 Modified_Marked.docx.pdf (2.33 Mo)
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