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

• Published in: Journal of molecular liquids 2023-10, Vol.388, p.122795, Article 122795
• Main Authors: Delforce, Lucie, Nardello-Rataj, Véronique, Lebeuf, Raphaël, Aubry, Jean-Marie, Ontiveros, Jesús Fermín
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Chemical Sciences; Inorganic chemistry
• ISSN: 0167-7322
• DOI: 10.1016/j.molliq.2023.122795

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