Маанилүү учурлар
● Бинардуу сульфатсыз беттик активдүү заттардын аралашмаларынын реологиясы эксперименталдык түрдө мүнөздөлөт.
● рН, курамы жана ион концентрациясынын таасирлери системалуу түрдө изилденет.
● CAPB: SMCT беттик активдүү заттын массасынын катышы 1: 0,5 максималдуу жылышуу илешкектүүлүгүн түзөт.
● Илешкектүүлүктүн максимумуна жетүү үчүн туздун олуттуу концентрациясы талап кылынат.
● DWSден алынган мицеллярдык контурдун узундугу кесүү илешкектүүлүгү менен тыгыз байланышта.
Реферат
Кийинки муундагы сульфатсыз беттик активдүү зат платформаларына умтулуу менен, учурдагы иш ар кандай курамы, рН жана иондук күчү боюнча суулуу кокамидопропил бетаин (CAPB) - натрий метил кокоил таурат (SMCT) аралашмаларынын биринчи системалуу реологиялык изилдөөлөрүнүн бирин камсыз кылат. CAPB-SMCT суулуу эритмелери (8-12 масса% га барабар активдүү беттик активдүү заттын жалпы концентрациясы) бир нече беттик активдүү заттын салмагынын катышында даярдалган, рН 4,5 жана 5,5ке туураланган жана NaCl менен титрленген. Туруктуу жана термелүү жылышуу өлчөөлөрү макроскопиялык жылышуу илешкектүүлүгүн аныктады, ал эми диффузиялык толкун спектроскопиясы (DWS) микрореологиясы жыштыктын чечилүүчү илешкектүү модулдарын жана мицеллярдык узундуктун мүнөздүү масштабын камсыз кылды. Тузсуз шарттарда, формулалар CAPB:SMCT 1:0,5 салмактык катышында максималдуу жылышуу илешкектүүлүгү менен Ньютон реологиясын көрсөттү, бул катиондук-аниондук топтун жакшыртылган көпүрөсүн көрсөтүп турат. рНды 5,5тен 4,5ке чейин төмөндөтүү CAPBге көбүрөөк таза оң заряд берди, ошону менен толук аниондук SMCT менен электростатикалык комплексти күчөтүп, бекем мицеллярдык тармактарды жаратты. Туздун системалуу кошулуусу модуляцияланган баш группалардын түртүлүшүнө, морфологиялык эволюцияны дискреттик мицелладан узун, курт сымал агрегаттарга алып барды. Нөл-кыюу илешкектүүлүгү туздун беттик-активдүү заттын критикалык катышында (R) өзгөчө максимумдарды көрсөтүп, электростатикалык кош катмарлуу скрининг менен мицеллярдык узартуунун ортосундагы татаал тең салмактуулукту баса көрсөттү. DWS микрореологиясы бул макроскопиялык байкоолорду тастыктап, R ≥ 1 боюнча так Максвелл спектрлерин ачып, рептация басымдуулук кылган сынык-рекомбинация механизмдерине шайкеш келген. Белгилей кетчү нерсе, чырмалышкан жана туруктуулук узундуктары иондук күч менен салыштырмалуу инварианттык бойдон калган, ал эми контур узундугу нөлдүк илешкектүүлүк менен күчтүү корреляцияны көрсөткөн. Бул табылгалар суюктуктун илешкектүүлүгүн жөнгө салууда мицеллярдык узартуунун жана термодинамикалык синергиянын маанилүү ролун баса белгилейт, заряддын тыгыздыгын, курамын жана иондук шарттарын так көзөмөлдөө аркылуу жогорку натыйжалуу сульфатсыз беттик активдүү заттарды инженериялоо үчүн негиз түзөт.
Графикалык абстрак
Introduction
Карама-каршы заряддалган түрлөрдү камтыган суулуу бинардык беттик активдүү зат системалары көптөгөн өнөр жай тармактарында, анын ичинде косметика, фармацевтика, агрохимия жана тамак-аш кайра иштетүү өнөр жайларында кеңири колдонулат. Бул системалардын кеңири таралышы, биринчи кезекте, алардын ар түрдүү формаларда өркүндөтүлгөн аткарууну камсыз кылуучу жогорку фаза аралык жана реологиялык функционалдуулугуна байланыштуу. Мындай беттик активдүү заттардын курт сымал, чырмалышкан агрегаттарга синергетикалык өз алдынча чогулушу илешкектүүлүктүн жогорулашын жана фазалар аралык чыңалууну азайтууну кошкондо, жогорку жөнгө салынуучу макроскопиялык касиеттерди берет. Атап айтканда, аниондук жана цвитериондук беттик активдүү заттардын айкалыштары беттик активдүүлүктө, илешкектүүлүктө жана фаза аралык чыңалуу модуляциясында синергетикалык жакшыртууларды көрсөтөт. Бул жүрүм-турумдар беттик активдүү заттардын полярдык баш топторунун жана гидрофобдук куйруктарынын ортосундагы күчөгөн электростатикалык жана стерикалык өз ара аракеттенүүдөн келип чыгат, бул бир беттик активдүү зат системаларынан айырмаланып, бул жерде түртүүчү электростатикалык күчтөр көбүнчө өндүрүмдүүлүктү оптималдаштырууну чектейт.
Кокамидопропил бетаин (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCN+ (C)CC([O−])=O) жумшак тазалоочу эффективдүүлүгүнөн жана чачты кондициялоочу касиеттеринен улам косметикалык формаларда кеңири колдонулган амфотердик беттик активт. CAPBдин цвитериондук табияты аниондук беттик активдүү заттар менен электростатикалык синергетиканы камсыздайт, көбүктүн туруктуулугун жогорулатат жана формуланын жогорку натыйжалуулугун жогорулатат. Акыркы беш он жылдыкта, CAPB-натрий лаурил эфир сульфаты (SLES) сыяктуу сульфатка негизделген беттик активдүү заттар менен CAPB аралашмалары жеке гигиеналык каражаттардын негизи болуп калды. Бирок, сульфат негизиндеги беттик активдүү заттардын эффективдүүлүгүнө карабастан, алардын теринин дүүлүктүрүүчү потенциалы жана этоксилдөө процессинин кошумча продуктусу болгон 1,4-диоксандын бар экендиги жөнүндө кооптонуулар сульфатсыз альтернативаларга кызыгууну жаратты. Келечектеги талапкерлерге аминокислоталардын негизиндеги беттик активдүү заттар кирет, мисалы, таураттар, саркозинаттар жана глутаматтар, алар био шайкештикти жана жумшак касиеттерди көрсөтөт [9]. Ошентсе да, бул альтернативалардын салыштырмалуу чоң полярдык баш топтору көп учурда реологиялык модификаторлорду колдонууну талап кылып, өтө чырмалышкан мицеллярдык структуралардын пайда болушуна тоскоол болот.
Натрий метилкокоил таураты (SMCT; SMILES:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) - N-метилтауриндин (2-метиламиноэтансульфон кислотасынын) кокос жаңгагынан алынган май кислотасынын чынжырчасы менен амиддик кошулуусу аркылуу натрий тузу катары синтезделген аниондук беттик активдүү зат. SMCT күчтүү аниондук сульфонаттык топ менен бирге амид менен байланышкан тауриндин баш тобуна ээ, бул аны биологиялык жактан ажыроочу жана теринин рН менен шайкеш кылат, бул аны сульфатсыз формулалар үчүн келечектүү талапкер катары көрсөтөт. Таурат беттик активдүү заттар күчтүү жуугуч касиети, катуу сууга туруктуулугу, жумшактыгы жана кеңири рН туруктуулугу менен мүнөздөлөт.
Реологиялык параметрлер, анын ичинде жылма илешкектүүлүгү, илешкектүү модулдары жана түшүмдүүлүк стресстери, беттик-активдүү заттарга негизделген продукциянын туруктуулугун, текстурасын жана натыйжалуулугун аныктоодо маанилүү. Мисалы, көтөрүлгөн илешкектүүлүк субстраттын кармалышын жакшыртат, ал эми түшүмдүүлүк стресси колдонуудан кийинки форманын териге же чачка кармануусун башкарат. Бул макроскопиялык реологиялык атрибуттар беттик активдүү заттын концентрациясы, рН, температура жана биргелешип эриткичтердин же кошумчалардын болушу сыяктуу көптөгөн факторлор менен модуляцияланат. Карама-каршы заряддалган беттик-активдүү заттар сфералык мицеллалардан жана везикулалардан суюк кристаллдык фазаларга чейин ар түрдүү микроструктуралык өтүүгө дуушар болушу мүмкүн, бул өз кезегинде массалык реологияга терең таасирин тийгизет. Амфотердик жана аниондук беттик активдүү заттардын аралашмасы көбүнчө илешкектүү касиеттерин олуттуу түрдө жакшыртуучу узун курт сымал мицеллаларды (WLMs) пайда кылат. Микроструктура-мүлк мамилелерин түшүнүү, демек, продуктунун натыйжалуулугун оптималдаштыруу үчүн абдан маанилүү.
Көптөгөн эксперименталдык изилдөөлөр алардын касиеттеринин микроструктуралык негиздерин түшүндүрүү үчүн CAPB–SLES сыяктуу экилик системаларды изилдеген. Мисалы, Митринова жана башкалар. [13] реометрия жана динамикалык жарык чачыранды (DLS) колдонуу менен CAPB-SLES-орто чынжырлуу ко-сурфактант аралашмаларындагы эритме илешкектүүлүгү менен мицелла өлчөмүн (гидродинамикалык радиус) корреляциялаган. Механикалык реометрия бул аралашмалардын микроструктуралык эволюциясын түшүнүүгө мүмкүндүк берет жана WLM релаксация процесстерине өзгөчө тиешелүү кыска убакыт динамикасын кармап, жеткиликтүү жыштыктын доменин кеңейтүүчү диффузиялык толкун спектроскопиясынын (DWS) жардамы менен оптикалык микрореология менен толукталышы мүмкүн. DWS микрореологиясында камтылган коллоиддик зонддордун орточо квадраттык жылышуусу убакыттын өтүшү менен байкалат, бул жалпыланган Стокс-Эйнштейн байланышы аркылуу курчап турган чөйрөнүн сызыктуу илешкектүү модулдарын алууга мүмкүндүк берет. Бул ыкма үлгүлөрдүн минималдуу көлөмүн гана талап кылат жана ошондуктан материалдык жеткиликтүүлүгү чектелген татаал суюктуктарды, мисалы, протеинге негизделген формулаларды изилдөө үчүн пайдалуу. Кең жыштык спектрлери боюнча < Δr²(t)> маалыматтарды талдоо торчолордун өлчөмү, чырмалышкан узундугу, туруктуулук узундугу жана контурдун узундугу сыяктуу мицеллярдык параметрлерди баалоону жеңилдетет. Амин жана башкалар CAPB-SLES аралашмалары Кейтстин теориясынын болжолдоолоруна дал келээрин көрсөтүштү, бул тузду кошуу менен илешкектүүлүктүн критикалык туз концентрациясына жеткенге чейин айкын көбөйүшүн көрсөтүп, андан ары илешкектүүлүк кескин төмөндөйт - WLM системаларында типтүү жооп, Xu жана Amin механикалык реометрияны жана DWSди изилдөө үчүн Maxwell-CAPB аралашмасын көрсөттү. реологиялык жооп чырмалышкан WLM пайда болушунун көрсөткүчү, ал андан ары DWS өлчөөлөрүнөн алынган микроструктуралык параметрлер менен ырасталган. Ушул методологияларга таянып, учурдагы изилдөө микроструктуралык кайра түзүүлөр CAPB-SMCT аралашмаларынын жылыш жүрүм-турумун кантип башкарарын түшүндүрүү үчүн механикалык реометрияны жана DWS микрореологиясын бириктирет.
Жумшакыраак жана туруктуураак тазалоочу агенттерге суроо-талаптын өсүшүнө байланыштуу, формуладагы кыйынчылыктарга карабастан, сульфатсыз аниондук беттик активдүү заттарды изилдөө күч алды. Сульфатсыз системалардын айырмаланган молекулярдык архитектурасы көбүнчө туз же полимердик коюу жолу менен илешкектүүлүгүн жогорулатуунун салттуу стратегияларын татаалдаштырып, ар түрдүү реологиялык профилдерди берет. Мисалы, Yorke et al. алкилолефин сульфонаты (АОС), алкилполиглюкозид (APG) жана лаурил гидроксисултайн камтылган бинардык жана үчтүк беттик активдүү заттын аралашмаларынын көбүктөнгөн жана реологиялык касиеттерин системалуу түрдө изилдөө аркылуу сульфаттык эмес альтернативаларды изилдеген. AOS-sultaine 1:1 катышы WLM пайда экенин көрсөтүп, CAPB-SLES окшош кесүү суюлтуучу жана көбүк өзгөчөлүктөрүн көрсөттү. Раджпут жана башкалар. [26] башка сульфатсыз аниондук беттик активдүү затты, натрий кокоил глицинатын (SCGLY), иондук эмес ко-сурфактанттарды (кокамид диетаноламин жана лаурил глюкозид) DLS, SANS жана реометрия аркылуу баалаган. SCGLY жалгыз басымдуу сфералык мицеллаларды түзсө да, кошумча беттик-активдүү заттын кошулушу рН-башкаруучу модуляцияга ылайыктуу, татаал мицеллярдык морфологияларды түзүүгө мүмкүндүк берди.
Бул жетишкендиктерге карабастан, салыштырмалуу азыраак изилдөөлөр CAPB жана таураттарды камтыган сульфатсыз туруктуу системалардын реологиялык касиеттерине багытталган. Бул изилдөө CAPB–SMCT бинардык системасынын биринчи системалуу реологиялык мүнөздөмөлөрүнүн бирин камсыз кылуу менен бул боштукту толтурууну көздөйт. Сурфактанттын составын, рН жана иондук күчүн системалуу түрдө өзгөртүү менен биз жылышуу илешкектүүлүгүн жана илешкектүүлүгүн жөнгө салуучу факторлорду түшүндүрөбүз. Механикалык реометрияны жана DWS микрореологиясын колдонуу менен, биз CAPB-SMCT аралашмаларынын жылышуу жүрүм-турумунун негизинде жаткан микроструктуралык кайра уюштуруулардын санын аныктайбыз. Бул табылгалар рН, CAPB–SMCT катышы жана иондук деңгээлдердин WLM түзүлүшүн илгерилетүү же бөгөт коюудагы өз ара байланышын ачып берет, ошону менен ар түрдүү өнөр жайлык колдонмолор үчүн туруктуу сурфактанттын негизиндеги өнүмдөрдүн реологиялык профилдерин ылайыкташтыруу боюнча практикалык түшүнүктөрдү сунуштайт.
Посттун убактысы: 05-август-2025