Abstract
Phase diagram of poly (ethylene oxide)-poly (propylene oxide)-poly (ethylene oxide) copolymer (AL-64) and nonionic surfactant dodecyl polyoxyethylene (23) ether (Brij 35) aqueous solutions has been determined at 25°C using the titration method. Hexagonal, cubic and two lamellar liquid crystalline phases were found and characterized by use of polar optical microscopy and small-angle X-ray scattering (SAXS) techniques. Dynamic rheological measurements were further performed on the found liquid crystals. It has been shown that the cubic and lamellar phases exhibit elastic properties, while the hexagonal phase presents viscoelastic properties. At the constant water content, with increase in the concentration of the copolymer AL-64, the rheological G′ and G″ moduli, the critical shear stress and the network strength of the hexagonal liquid crystals get decreased. The two lamellar phases exhibit clearly different rheological properties, and the lamellar phase lies in Brij35 rich side possess stronger network strength than the hexagonal phase, through the rheological data analyses.
Kurzfassung
Das Phasendiagramm für das System Poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethylene oxide) (Copolymer, AL-64), Dodecylpolyoxyethylene-(23)-ether (Brij 35, kationischen Tensid) und Wasser wurde bei 25°C mit der Titrationsmethode bestimmt. Eine hexagonale, eine kubische und zwei lamellare flüssigkristalline Phasen wurden entdeckt und mittels Polarisationsmikroskopie und Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) charakterisiert. Des Weiteren wurden dynamische rheologische Messungen an diesen gebildeten Flüssigkristallen durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass die kubische und die lamellare Phasen elastische Eigenschaften haben, während die hexagonale Phase viskoelastische Eigenschaften hat. Bei konstantem Wasseranteil und steigender Konzentration des Copolymers AL-64 nehmen die rheologischen Module G′ und G″, die kritische Scherspannung und die Vernetzungsstärke der hexagonalen Flüssigkristallphase ab. Die beiden lamellaren Phasen zeigen deutlich unterschiedliche rheologische Eigenschaften. Die lamellare Phase, die auf der Brij35-reichen Seite liegt, hat eine höhere Vernetzungsstärke als die hexagonale Phase, so die Analyse der rheologischen Daten.
References
1. Larsen, D. W., Friberg, S. E. and Christenson, H.: J. Am. Chem. Soc.102(1980)6565.10.1021/ja00541a035Search in Google Scholar
2. Alfaro, M. C., Cuerrero, A. F. and Munoz, J.: Langmuir.16(2000)4711.10.1021/la9912040Search in Google Scholar
3. Gillberg, G., Lehtinen, H. and Friberg, S. E.: J. Colloid Interface Sci.33(1970)40.10.1016/0021-9797(70)90070-6Search in Google Scholar
4. Friberg, S. E., Mandell, L. and Larsson, M.: J. Colloid Interface Sci.29(1969)155.10.1016/0021-9797(69)90357-9Search in Google Scholar
5. Friberg, S. E. and Ahmad, S. I.: J. Colloid Interface Sci.35(1971)175.10.1016/0021-9797(71)90204-9Search in Google Scholar
6. Kekicheff, P. and Tiddy, G. J. T.: J. Phys. Chem.93(1989)2520.10.1021/j100343a056Search in Google Scholar
7. Partal, P., Kowalski, A. J., Machin, D. and Kiratzis, N.: Langmuir.17(2001)1331.10.1021/la0007731Search in Google Scholar
8. Palmqvist, A. E. C.: Curr Opin in Colloid Interface Sci.8(2003)145.10.1016/S1359-0294(03)00020-7Search in Google Scholar
9. Nesseem, D. I.: J. Pharmaceutics &Biomedical Annlysis.26(2001)387.10.1016/S0731-7085(01)00414-9Search in Google Scholar
10. Amar-Yuli, I., Libster, D., Aserin, A. and Garti, N.: Curr Opin in Colloid Interface Sci.14(2009)21.10.1016/j.cocis.2008.02.001Search in Google Scholar
11. Rosen, M.J.: Surfactants and interfacial phenomena, 3rd edition, John Willy & Sons, New York. (2004)395.10.1002/9781118228920Search in Google Scholar
12. Zhang, R., Zhang, L. and P. J.Somasundaran: J. Colloid Interface Sci.278(2004)453.10.1016/j.jcis.2006.05.062Search in Google Scholar
13. Kaler, E. W., Murthy, K., Rodriguez, B. E. and Zasadzinske, J. A. N.: Science.245(1989)1371.10.1097/00041327-199506000-00014Search in Google Scholar
14. Amado, E. and Kressler, J.: Curr Opin in Colloid Interface Sci.16(2011)491.10.1016/j.cocis.2011.07.003Search in Google Scholar
15. Aramaki, K., Hsooain, Md. K., Rodriguez, C.Uddin, Md. H. and Kunieda, H.: Macromolecules.36(2003)9443.10.1021/ma0350664Search in Google Scholar
16. Horanyi, T., Halasz, L., Palinkas, J. and Nemeth, Zs.: Langmuir.20(2004)1639.10.1016/S0040-6090(98)00666-XSearch in Google Scholar
17. Wang, Z. N., Meng, L., Zhou, W., Wang, Z. W., Liu, F., Li, G. Z. and G. Y.Zhang: J. Dispersion Science and Technology.29(2008)313.10.1080/01932690701716002Search in Google Scholar
18. Dimitrova, G. T., Tadros, Th. F. and Luckham, P. F.: Langmuir.11(1995)1101.10.1088/1742-6596/44/1/023Search in Google Scholar
19. Cordobes, F., Munoz, J. and Gallegos, C.: J. Colloid Interface Sci.187(1997)401.10.1006/jcis.1996.4707Search in Google Scholar PubMed
20. Yariv, D., Efrat, R., D.Libster and Aserin, A.: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.78(2010)185.10.1016/j.colsurfb.2010.02.029Search in Google Scholar PubMed
21. Youssry, M., Coppola, L., Nicotera, I. and Morán, C.: J. Colloid Interface Sci.321(2008)459.10.1016/j.jcis.2008.02.023Search in Google Scholar PubMed
22. Lauger, J., Weigel, R., Berger, K., Hiltrop, K. and Richtering, W.: J. Colloid Interface Sci.181(1996)521.10.1006/jcis.1996.0409Search in Google Scholar
23. Durrschmidt, T. and Hoffman, H.: Colloid Polym Sci.279(2001)1005.10.1007/s003960100532Search in Google Scholar
24. Wang, Z., Liu, F., Gao, Y., Zhuang, W., Xu, L., Han, B., Li, G. and Zhang, G.: Langmuir.21(2005)4931.10.1021/la050266pSearch in Google Scholar PubMed
25. Galatanu, A. N., Chronakis, I. S., Anghel, D. F. and Khan, A.: Langmuir.16(2000)4922.10.1021/la991668ySearch in Google Scholar
© 2012, Carl Hanser Publisher, Munich
