Esasy pursatlar
B Ikilik sulfatsyz surfaktant garyndylarynyň reologiýasy eksperimental häsiýetlendirilýär.
PH pH, düzümi we ion konsentrasiýasynyň täsiri yzygiderli derňelýär.
AP CAPB: 1: 0,5 SMCT surfaktant massa gatnaşygy gyrkymyň iň ýokary ýapyşygyny döredýär.
Gyrkymyň ýelimliligini ýokarlandyrmak üçin duzuň ep-esli konsentrasiýasy zerurdyr.
D DWS-den göz öňünde tutulan mikellar konturynyň uzynlygy gyrkymyň ýelimliligi bilen berk baglanyşýar.
Abstrakt
Geljekki nesil sulfatsyz surfaktant platformalaryny gözlemek üçin häzirki iş, dürli kompozisiýa, pH we ion güýji boýunça suwly Cocamidopropyl Betaine (CAPB) -Sodium Metil Cocoyl Taurate (SMCT) garyndylarynyň ilkinji yzygiderli reologiki gözlegini üpjün edýär. CAPB-SMCT suwly erginler (umumy işjeň surfaktant konsentrasiýasy 8–12 wt.%) Birnäçe sýrfaktant agram derejesinde taýýarlandy, pH 4,5 we 5.5-e düzüldi we NaCl bilen atlandyryldy. Dowamly we yrgyldamaly gyrkym ölçegleri makroskopiki gyrkymyň ýapyşygyny kesgitledi, tolkun spektroskopiýasy (DWS) mikroheologiýasy ýygylygy çözülen viskoelastiki moduly we häsiýetli mikrel uzynlygy terezisini üpjün etdi. Duzsyz şertlerde, formulalarda CAPB: SMCT agram derejesi 1: 0,5 bolan Nýuton reologiýasy görkezildi, bu ösen kationiki-anion topar toparynyň köprüsini görkezýär. PH-ni 5.5-den 4,5-e çenli peseltmek CAPB-de has uly arassa polo positiveitel zarýad berdi, şeýlelik bilen doly anion SMCT bilen elektrostatiki çylşyrymlylygy güýçlendirýär we has ygtybarly mikellar torlaryny döredýär. Duzly yzygiderli goşma modulirlenen topar-topar toparlary ýigrenýär, morfologiki ewolýusiýany diskret mikellerden uzyn, gurçuk ýaly agregatlara geçirýär. Nol gyrkymly ýapyşyklar, duzdan-sýrfaktant gatnaşyklarynda (R) aýratyn maksimany görkezdi, elektrostatik goşa gatlak barlagy we mikrelleriň uzalmagy arasyndaky çylşyrymly deňagramlylygy görkezdi. DWS mikroheologiýasy bu makroskopiki gözegçilikleri tassyklady, süýrenijileriň agdyklyk edýän döwülmegi-rekombinasiýa mehanizmlerine laýyk gelýän R ≥ 1-de aýratyn Makswelli spektrini açdy. Ablyeri gelende aýtsak, berkitme we tutanýerlilik uzynlygy ion güýji bilen deňeşdirilende üýtgemän galypdyr, konturyň uzynlygy nol gyrkymly ýelimlilik bilen berk baglanyşyklary görkezýär. Bu tapyndylar, suwuklygyň viskoelastikligini kadalaşdyrmakda mikelleriň uzalmagynyň we termodinamiki sinergiýanyň zarýad dykyzlygyna, düzümine we ion şertlerine takyk gözegçilik etmek arkaly ýokary öndürijilikli sulfatsyz surfaktantlary in engineeringener etmek üçin esas döredýändigini görkezýär.
Grafiki abstrakt
Giriş
Garşy zarýadly görnüşlerden ybarat suw ikili sýrfaktant ulgamlary, kosmetika, derman, agrohimiýa we azyk önümçiligi ýaly köp sanly senagat pudaklarynda giňden ulanylýar. Bu ulgamlaryň giňden ornaşmagy, ilkinji nobatda, dürli formulalarda güýçlendirilen öndürijiligi üpjün edýän ýokary derejeli interfeýs we reologiki funksiýalary bilen baglanyşyklydyr. Şeýle surfaktantlaryň gurçuk ýaly, gurşalan agregatlara sinergistik öz-özüňi ýygnamagy ýokary viskoelastikligi we interfeýsara dartgynlygy peseltmek ýaly ýokary sazlap bolýan makroskopiki häsiýetleri berýär. Hususan-da, anion we zwitterion surfaktantlaryň kombinasiýalary ýerüsti işjeňlikde, ýelimlilikde we interfeýsara dartyş modulýasiýasynda sinergistik gowulandyrmalary görkezýär. Bu özüňi alyp barşlar, polýak baş toparlary bilen surfaktantlaryň gidrofob guýruklarynyň arasynda güýçlendirilen elektrostatiki we steriki täsirlerden ýüze çykýar, ýeke-täk sýrfaktant ulgamlardan tapawutlylykda, ýigrenji elektrostatiki güýçler köplenç öndürijilik optimizasiýasyny çäklendirýär.
Kokamidopropil betaine (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC (= O) NCCCN + (C) CC ([O -]) = O) ýumşak arassalaýyş täsiri we saç sowadyjy aýratynlyklary sebäpli kosmetiki formulalarda giňden ulanylýan amfoteriki surfaktantdyr. CAPB-iň zwitterion häsiýeti, anion surfaktantlar bilen elektrostatik sinergiýany üpjün edýär, köpük durnuklylygyny ýokarlandyrýar we ýokary formulanyň öndürijiligini ýokarlandyrýar. Soňky bäş onýyllygyň dowamynda, CAPB - natriý lauril efir sulfat (SLES) ýaly sulfat esasly surfaktantlar bilen CAPB garyndylary şahsy ideg önümlerinde esas boldy. Şeýle-de bolsa, sulfat esasly sýrfaktantlaryň täsirliligine garamazdan, olaryň dermal gyjyndyrma potensialy we etoksilasiýa prosesiniň önümi bolan 1,4-dioksanyň bolmagy baradaky aladalar sulfatsyz alternatiwalara gyzyklanma döretdi. Geljegi uly dalaşgärler, ösen biokompatisiýa we has ýumşak häsiýetleri görkezýän tauratlar, sarkosinatlar we glýutamatlar ýaly aminokislota esasly surfaktantlary öz içine alýar [9]. Şeýle-de bolsa, bu alternatiwalaryň deňeşdirilende uly polýar baş toparlary köplenç reologiki üýtgeýjileri ulanmagy talap edip, ýokary dykylan mikellar gurluşlarynyň döremegine päsgelçilik döredýär.
Natriý metil kokoyl tauraty (SMCT; SMILES:
CCCCCCCCCCCC = = SMCT güýçli anion sulfanat topary bilen bir hatarda amid bilen baglanyşykly taurin toparyna eýe bolup, ony biodegrirlenip we deri pH bilen utgaşdyryp, sulfatsyz formulalara geljegi uly kandidat hökmünde görkezýär. Taurate surfaktantlary güýçli ýuwujylygy, gaty suwa çydamlylygy, ýumşaklygy we giň pH durnuklylygy bilen häsiýetlendirilýär.
Gyrkym ýelimliligi, viskoelastik modul we hasyl stresini öz içine alýan reologiki parametrler, surfaktant esasly önümleriň durnuklylygyny, gurluşyny we öndürijiligini kesgitlemekde möhüm ähmiýete eýe. Mysal üçin, gyrkymyň ýokary ýapyklygy substratyň saklanmagyny gowulaşdyryp biler, şol bir wagtyň özünde hasyl stres formulanyň deri ýa-da saçdan soňky ýapyşygyny dolandyrýar. Bu makroskopiki reologiki häsiýetler, surfaktant konsentrasiýasy, pH, temperatura we birleşdiriji erginleriň ýa-da goşundylaryň bolmagy ýaly köp faktorlar bilen modulirlendi. Garşy zarýadly surfaktantlar, sferik mikellerden we wezikullardan başlap, suwuk kristal fazalaryna çenli dürli mikrostruktura geçişlerini başdan geçirip biler, bu bolsa öz gezeginde köp reologiýa täsir edýär. Amfoteriki we anion surfaktantlaryň garyndylary köplenç viskoelastiki häsiýetleri ep-esli ýokarlandyrýan gurçuk görnüşli mikrelleri (WLM) emele getirýär. Şonuň üçin mikrostruktura - emläk gatnaşyklaryna düşünmek önümiň öndürijiligini gowulandyrmak üçin möhümdir.
Köp sanly synag synaglary, häsiýetleriniň mikrostruktura esaslaryny düşündirmek üçin CAPB - SLES ýaly meňzeş ikilik ulgamlaryny derňedi. Mysal üçin, Mitrinowa we başgalar. [13] CAPB - SLES - reometri we dinamiki ýagtylygyň ýaýramagy (DLS) ulanyp, CAPB - SLES - orta zynjyrly birleşdiriji garyndylarda ergin ýelimliligi bilen korrelirlenen mikelle ululygy (gidrodinamiki radius). Mehaniki reometriýa bu garyndylaryň mikrostruktura ewolýusiýasy barada düşünje berýär we elýeterli ýygylyk domenini giňeldýän, ýaýran tolkun spektroskopiýasy (DWS) arkaly optiki mikroheologiýa arkaly güýçlendirilip bilner, esasanam WLM dynç alyş proseslerine degişli gysga wagtlaýyn dinamikany ele alýar. DWS mikroheologiýasynda oturdylan kolloid zondlaryň ortaça kwadrat süýşmesi wagtyň geçmegi bilen yzarlanýar, umumylaşdyrylan Stoks - Eýnşteýn gatnaşygy arkaly töwerekdäki gurşawyň çyzykly viskoelastik modulyny çykarmaga mümkinçilik berýär. Bu usul diňe minimal nusga göwrümlerini talap edýär we şeýlelik bilen çäkli material elýeterliligi bolan çylşyrymly suwuklyklary, mysal üçin belok esasly formulalary öwrenmek üçin amatlydyr. Giň ýygylyk spektrindäki <Δr² (t)> maglumatlary seljermek, toruň ululygy, çyzygyň uzynlygy, dowamlylygyň uzynlygy we konturyň uzynlygy ýaly mikellar parametrlerine baha bermegi aňsatlaşdyrýar. Amin we başgalar, CAPB - SLES garyndylarynyň Keýts teoriýasyndaky çaklamalara laýyk gelýändigini, duzuň kritiki konsentrasiýasyna çenli duzuň goşulmagy bilen ýapyşygyň görnetin ýokarlanýandygyny görkezdi, WLM ulgamlarynda adaty bir jogap Xu we Amin mehaniki reometri we DWS ulanyp, SLES - CAPB - CCB garyndylaryny açyp görkezdi. DWS ölçeglerinden göz öňünde tutulan mikrostruktura parametrleri bilen tassyklanýar. Bu usullara esaslanyp, häzirki gözleg, mikrostruktura üýtgedip gurmalarynyň CAPB - SMCT garyndylarynyň gyrkym hereketini nädip herekete getirýändigini düşündirmek üçin mehaniki reometriýany we DWS mikroheologiýany birleşdirýär.
Has ýumşak we has arassalaýjy serişdelere bolan islegiň artýandygyny nazara almak bilen, sulfatsyz anion surfaktantlary gözlemek formulasiýa kynçylyklaryna garamazdan güýçlendi. Sulfatsyz ulgamlaryň tapawutly molekulýar arhitekturasy köplenç dürli reologiki profilleri döredýär, duz ýa-da polimer galyňlaşma ýaly ýapyşyklygy ýokarlandyrmak üçin adaty strategiýalary kynlaşdyrýar. Mysal üçin, Yorkorke we başgalar. alkil olefin sulfanaty (AOS), alkil poliglukozid (APG) we lauril gidroksizultaini öz içine alýan ikili we üç taraplaýyn surfaktant garyndylaryň köpük we reologiki aýratynlyklaryny yzygiderli derňemek arkaly sulfat däl alternatiwalary gözledi. AOS - sultainiň 1: 1 gatnaşygy, WLM-iň emele gelendigini görkezýän CAPB - SLES-e meňzeş gyrkyjy we köpük aýratynlyklaryny görkezdi. Rajput we başgalar. ] Diňe SCGLY esasan sferik mikelleri emele getirse-de, bilelikde surfaktant goşundy pH bilen dolandyrylýan modulýasiýa üçin has çylşyrymly mikellar morfologiýalaryny gurmaga mümkinçilik berdi.
Bu öňegidişliklere garamazdan, az sanly gözlegler CAPB we tauratlary öz içine alýan durnuksyz sulfatsyz ulgamlaryň reologiki aýratynlyklaryny nyşana aldy. Bu gözleg, CAPB - SMCT ikilik ulgamynyň ilkinji yzygiderli reologiki häsiýetnamalarynyň birini bermek arkaly bu boşlugy doldurmagy maksat edinýär. Surfaktant düzümini, pH we ion güýjüni yzygiderli üýtgetmek bilen, gyrkymyň ýapyşygyny we ýelimliligini dolandyrýan faktorlary düşündirýäris. Mehaniki reometriýany we DWS mikroheologiýasyny ulanyp, CAPB - SMCT garyndylarynyň gyrkym hereketiniň esasynda mikrostruktura üýtgedip gurmalaryny kesgitleýäris. Bu tapyndylar, WLM-iň emele gelmegini öňe sürmekde ýa-da päsgel bermekde pH, CAPB - SMCT gatnaşygy we ion derejeleriniň arasyndaky özara baglanyşygy düşündirýär, şeýlelik bilen dürli önümçilik goşundylary üçin durnukly surfaktant esasly önümleriň reologiki profilini düzmek boýunça amaly düşünjeleri hödürleýär.
Iş wagty: Awgust-05-2025