Sequence of Phase Transformations in the Ternary Lyotropic System Sodium Decyl Sulfate/2-Octanol/Water

(Received 11 August 1995, revised 26 September 1995, accepted 11 October 1995)

Abstract
An oriented hexagonal phase of the ternary lyotropic system sodium decyl sulfate/2-octanol/water transforms into a lamellar phase. The transformation occurs in several steps due to a decrease of the water content by slow evaporation in the course of time while the 2-octanol/sodium decyl sulfate molar ratio remains constant. The following sequence is identified by small angle X-ray scattering studies: hexagonal phase hexagonal phase coexisting with a rectangular phase cubic phase cubic phase coexisting with a lamellar phase lamellar phase. Epitaxial relations between the different phases are pointed out. The diffraction pattern of the lamellar phase exhibits in addition to the characteristic reflections of the latter, diffuse scattering which corresponds to density fluctuations within the amphiphilic bilayers. According to the Bragg reflections the cubic phase is a centred one and we propose a new model for this phase. The structure reminds us of that of the cubic phase which space group is Im3m, but the rods of both sub-lattices are no longer cylinders as in Im3m but ribbons and therefore the space group is Im3.

Résumé
Une phase hexagonale orientée du système lyotrope ternaire, décyl sulfate de sodium/2-octanol/eau, se transforme en une phase lamellaire suite à une lente évaporation de l'eau au cours du temps tandis que le rapport molaire 2-octanol/décyl sulfate de sodium reste constant. La transformation se fait en plusieurs étapes. La séquence suivante est identifiée par diffraction de RX aux petits angles: phase hexagonale phase hexagonale en coexistence avec une phase rectangulaire phase cubique phase cubique en coexistence avec une phase lamellaire phase lamellaire. Des relations épitaxiales entre les différentes phases sont mises en évidence. Le cliché de diffraction de la phase lamellaire présente en plus des réflexions caractéristiques de cette phase, de l'intensité diffusée en dehors des réflexions de Bragg qui résulte de fluctuations de densité dans les bicouches d'amphiphiles. En accord avec les réflexions de Bragg, la phase cubique est centrée et nous proposons un nouveau modèle pour cette dernière. La structure rappelle celle de la phase cubique dont le groupe d'espace est Im3m, mais les tiges des deux sous-réseaux ne sont plus des cylindres comme dans la Im3m mais des rubans et dans ce cas le groupe d'espace est Im3.