Фазовые диаграммы двойных и тройных систем Двухкомпонентные системы

На рис. представлены фазовые диаграммы двухкомпонентных систем вода - ПАВ: в обоих случаях использованы ионные ПАВ с одной алкильной цепью одинаковой длины. Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем обычно представляют следующим образом: на оси ординат откладывают температуру, а на оси абсцисс - состав. Состав можно выражать различными способами: мольным отношением, мольными долями, весовыми долями или массовыми процентами. Традиционно состав выражают массовыми процентами, реже пользуются мольными соотношениями. Такие диаграммы имеют тот недостаток, что невозможно непосредственно узнать молярный состав, но поскольку стехиометрические комплексы встречаются в данных системах довольно редко, это не так уж существенно. Массовые шкалы обеспечивают более удобное разделение площади диаграммы на зоны стабильности различных фаз. Кроме того, такое представление фазовой диаграммы единственно возможно в том случае, если состав ПАВ точно неизвестен.

Фазовая диаграмма хлорида додецилтриметиламмония соответствует случаю с относительно низкой точкой Крафта, следовательно, твердые фазы играют незначительную роль. Из диаграммы видно, что изотропная мицеллярная фаза устойчива при комнатной температуре вплоть до высоких концентраций. Следующая фаза, образующаяся в системе, - кубическая фаза, построенная из дискретных глобулярных мицелл. Между этими фазами имеется область, в которой сосуществуют две фазы. Из-за трудностей упаковки глобулярных мицелл при больших объемных долях мицеллы деформируются, становятся вытянутыми, и затем образуется гексагональная фаза. Далее происходит превращение гексагональной фазы во вторую кубическую, но уже биконтинуальную фазу. При очень большой концентрации ПАВ в некоторой области устойчива ламелярная фаза, а затем твердая фаза гидратированного ПАВ. Такая последовательность фаз типична для гидрофильных ПАВ.

При более высоких температурах относительная стабильность фаз изменяется. Исчезает первая кубическая фаза, а при еще более высокой температуре устойчивой оказывается единственная жидкокристаллическая фаза - ламелярная, характерная также для неразбавленного ПАВ. При самых высоких температурах устойчив только изотропный раствор, но структура агрегатов, естественно, зависит от состава.

Фазовая диаграмма ДСН в значительной степени похожа. Однако из-за более высокой точки Крафта при обычных температурах появляются разнообразные твердые фазы. Помимо гексагональной и ламелярной фаз наблюдается множество "промежуточных" жидкокристаллических фаз с очень узкими областями существования.

Фазовая диаграмма двухкомпонентной системы хлорид додециламмония - вода. Изотропные растворы устойчивы при низких концентрациях ПАВ и повышенных температурах. Кроме того, в системе образуются жидкокристаллические фазы, а при низких температурах - кристаллические фазы.

Фазовая диаграмма двухкомпонентной системы додецилсульфат натрия - вода. В этой системе главными жидкокристаллическими фазами являются гексагональная и ламелярная фазы. Другие фазы этой системы относятся к менее распространенным промежуточным жидкокристаллическим фазам и кристаллогидратам.

В случае ПАВ с двумя неполярными цепями фазовые диаграммы принципиально изменяются. ............