Иң мөһим вакыйгалар
● Бинар сульфатсыз өслек актив матдәләр катнашмаларының реологиясе эксперименталь рәвештә характерлана.
● pH, состав һәм ион концентрациясенең йогынтысы системалы рәвештә тикшерелә.
● CAPB:SMCT өслек актив матдәсенең масса нисбәте 1:0,5 максималь кисү ябышлыгын булдыра.
● Кысып китү ябышлыгының максималь дәрәҗәсенә ирешү өчен тозның күп концентрациясе кирәк.
● DWS'тан алынган мицелляр контур озынлыгы кисү ябышлыгы белән нык корреляцияләнә.
Абстракт
Киләсе буын сульфатсыз өслек актив матдә платформаларын эзләү кысаларында, әлеге эш төрле состав, рН һәм ион көче буенча сулы кокамидопропил бетаин (CAPB)-натрий метил кокоил таураты (SMCT) катнашмаларының беренче системалы реологик тикшеренүләренең берсен тәкъдим итә. CAPB-SMCT су эретмәләре (актив өслек актив матдәнең гомуми концентрациясе 8–12 авырлык %) берничә өслек актив матдә авырлык нисбәтендә әзерләнде, рН 4,5 һәм 5,5 кә көйләнде һәм NaCl белән титрланды. Даими һәм тирбәнешле кисү үлчәүләре макроскопик кисү ябышлыгын санлаштырды, ә диффузион дулкын спектроскопиясе (DWS) микрореологиясе ешлык буенча чишелешле вискоэластик модульләрне һәм характерлы мицелляр озынлык шкалаларын бирде. Тозсыз шартларда формулалар CAPB:SMCT авырлык нисбәте 1:0,5 булганда максималь кисү ябышлыгы белән Ньютон реологиясен күрсәтте, бу катион-анион баш төркемнәренең артуын күрсәтә. рНны 5,5 тән 4,5 ка кадәр төшерү CAPB'да зуррак чиста уңай заряд бирде, шуның белән тулысынча анионлы SMCT белән электростатик комплекслашуны көчәйтте һәм тагын да ныграк мицелляр челтәрләр булдырды. Системалы тоз өстәү баш төркем-баш төркем этәргечләрен модуляцияләде, дискрет мицеллалардан озынча, кортсыман агрегатларга морфологик эволюцияне этәрде. Нуль кисү ябышлыгы критик тоз-өслек актив матдә нисбәтләрендә (R) аерым максимумнар күрсәтте, электростатик ике катламлы скрининг һәм мицелляр озайтылу арасындагы катлаулы балансны күрсәтте. DWS микрореологиясе бу макроскопик күзәтүләрне раслады, R ≥ 1'дә аерым Максвелл спектрларын ачты, бу рептация өстенлек иткән ватылу-рекомбинация механизмнарына туры килә. Шунысы игътибарга лаек, эләгү һәм персистенсация озынлыгы ион көче белән чагыштырмача үзгәрешсез калды, ә контур озынлыгы нуль кисү ябышлыгы белән көчле корреляция күрсәтте. Бу ачышлар мицелляр сузылуның һәм термодинамик синергиянең сыеклыкның вискоэластиклыгын көйләүдә мөһим ролен ассызыклый, заряд тыгызлыгын, составын һәм ион шартларын төгәл контрольдә тоту аша югары нәтиҗәле сульфатсыз өслек актив матдәләр җитештерү өчен нигез булып тора.
График абстракт
Кереш сүз
Капма-каршы зарядлы төрләрдән торган сулы икеле өслек актив матдәләр системалары күп санлы сәнәгать тармакларында, шул исәптән косметика, фармацевтика, агрохимия һәм азык-төлек эшкәртү сәнәгатендә киң кулланыла. Бу системаларның киң кулланылышы, нигездә, аларның югары дәрәҗәдәге интерфейс һәм реологик функцияләре белән бәйле, бу төрле формулаларда югарырак нәтиҗәлелек бирә. Мондый өслек актив матдәләрнең кортсыман, чуалган агрегатларга синергетик үз-үзен җыюы югары дәрәҗәдә көйләнерлек макроскопик үзенчәлекләр бирә, шул исәптән вискоэластиклыкның артуы һәм интерфейс киеренкелегенең кимүе. Аерым алганда, анион һәм цвиттерион өслек актив матдәләренең комбинацияләре өслек активлыгында, ябышлыкта һәм интерфейс киеренкелеге модуляциясендә синергетик яхшырулар күрсәтә. Бу үзенчәлекләр поляр баш төркемнәре һәм өслек актив матдәләрнең гидрофоб койрыклары арасындагы көчәйтелгән электростатик һәм стерик үзара бәйләнешләрдән килеп чыга, бер өслек актив матдә системаларыннан аермалы буларак, этәргеч электростатик көчләр еш кына нәтиҗәлелекне оптимизацияләүне чикли.
Кокамидопропил бетаин (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCCN+ (C)CC([O−])=O) - йомшак чистарту эффективлыгы һәм чәчне кондиционерлау үзлекләре аркасында косметика формулаларында киң кулланыла торган амфотерик өслек актив матдә. CAPB-ның цвиттерион табигате анион өслек актив матдәләр белән электростатик синергияне тәэмин итә, күбекнең тотрыклылыгын арттыра һәм формуланың югары сыйфатын күтәрә. Соңгы биш дистә ел эчендә CAPB-натрий лаурил эфир сульфаты (SLES) кебек сульфат нигезендәге өслек актив матдәләр белән катнашма шәхси гигиена продуктларында нигезгә әйләнде. Ләкин, сульфат нигезендәге өслек актив матдәләрнең нәтиҗәлелегенә карамастан, аларның тире ярсыту потенциалы һәм этоксилизация процессының өстәмә продукты булган 1,4-диоксан булу турындагы борчылулар сульфатсыз альтернативаларга кызыксыну уятты. Өметле кандидатлар арасында аминокислота нигезендәге өслек актив матдәләр, мәсәлән, тауратлар, саркозинатлар һәм глутаматлар бар, алар био туры килүчәнлекне арттыра һәм йомшакрак үзлекләр күрсәтәләр [9]. Шуңа да карамастан, бу альтернативаларның чагыштырмача зур поляр баш төркемнәре еш кына бик нык бәйләнгән мицелляр структуралар формалашуына комачаулый, бу реологик модификаторлар куллануны таләп итә.
Натрий метил кокоил таураты (SMCT; ЕЛМАЮ:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) - N-метилтауринның (2-метиламиноэтансульфон кислотасы) кокостан алынган май кислотасы чылбыры белән амид бәйләнеше аша натрий тозы буларак синтезланган анионлы өслек-актив матдә. SMCT көчле анионлы сульфонат төркеме белән беррәттән амид белән бәйләнгән таурин баш төркеменә ия, бу аны биологик яктан таркала торган һәм тиренең pH дәрәҗәсе белән туры килә торган итә, бу аны сульфатсыз формулалар өчен перспективалы кандидат итеп күрсәтә. Тауратлы өслек-актив матдәләр көчле юу, каты суда чыдамлылык, йомшаклык һәм киң pH тотрыклылыгы белән аерылып тора.
Реологик параметрлар, шул исәптән кисү ябышлыгы, вискоэластик модульләр һәм агып чыгу көчәнеше, өслек актив матдәләргә нигезләнгән продуктларның тотрыклылыгын, текстурасын һәм эшчәнлеген билгеләүдә бик мөһим. Мәсәлән, югары агып чыгу ябышлыгы субстратның саклануын яхшыртырга мөмкин, ә агып чыгу көчәнеше формуланың тирегә яки чәчкә кулланылганнан соң ябышуын көйли. Бу макроскопик реологик үзенчәлекләр күп санлы факторлар белән модуляцияләнә, шул исәптән өслек актив матдә концентрациясе, рН, температура һәм эреткечләр яки өстәмәләр булу. Капма-каршы зарядлы өслек актив матдәләр төрле микроструктур күчешләргә дучар була ала, сферик мицеллалардан һәм везикулалардан алып сыек кристалл фазаларга кадәр, бу үз чиратында күләм реологиясенә тирән йогынты ясый. Амфотерик һәм анион өслек актив матдәләр катнашмасы еш кына озынча кортсыман мицеллалар (WLM) барлыкка китерә, алар вискоэластик үзлекләрне сизелерлек яхшырта. Шуңа күрә микроструктура-үзлек мөнәсәбәтләрен аңлау продукт эшчәнлеген оптимальләштерү өчен бик мөһим.
Күп санлы эксперименталь тикшеренүләр CAPB-SLES кебек охшаш икеле системаларны тикшерде, аларның үзлекләренең микроструктур нигезен ачыклау өчен. Мәсәлән, Митринова һ.б. [13] реометрия һәм динамик яктылык сибелү (DLS) ярдәмендә CAPB-SLES-урта чылбырлы бергә өслек актив матдә катнашмаларында мицелла зурлыгын (гидродинамик радиус) эремә ябышлыгы белән корреляцияләделәр. Механик реометрия бу катнашмаларның микроструктур эволюциясенә күз салырга мөмкинлек бирә һәм оптик микрореология белән диффузион дулкын спектроскопиясе (DWS) ярдәмендә киңәйтелергә мөмкин, ул ешлык өлкәсен киңәйтә, WLM релаксация процессларына кагылышлы кыска вакыт масштабындагы динамиканы тота. DWS микрореологиясендә, коллоид зондларның уртача квадрат күчүе вакыт узу белән күзәтелә, бу гомумиләштерелгән Стокс-Эйнштейн мөнәсәбәте аша тирә-юньдәге мохитнең сызыклы вискоэластик модульләрен чыгарырга мөмкинлек бирә. Бу ысул минималь үрнәк күләмен генә таләп итә һәм шуңа күрә материалның чикләнгән булуы белән катлаулы сыеклыкларны, мәсәлән, аксым нигезендәге формулаларны өйрәнү өчен отышлы. Киң ешлык спектрлары буенча <Δr²(t)> мәгълүматларын анализлау мицелляр параметрларны, мәсәлән, челтәр зурлыгын, эләктерү озынлыгын, персистенсация озынлыгын һәм контур озынлыгын бәяләүне җиңеләйтә. Амин һ.б. CAPB-SLES катнашмаларының Кейтс теориясеннән фаразларга туры килүен күрсәттеләр, тоз кушылганда тоз концентрациясе критик дәрәҗәгә җиткәнче ябышлыкның сизелерлек артуын күрсәтәләр, аннан соң ябышлык кинәт төшә - WLM системаларындагы типик җавап Сюй һәм Амин SLES-CAPB-CCB катнашмаларын тикшерү өчен механик реометрия һәм DWS кулландылар, эләктерелгән WLM формалашуын күрсәтүче Максвелл реологик җавапны ачыкладылар, бу DWS үлчәүләреннән алынган микроструктур параметрлар белән расланды. Бу методологияләргә нигезләнеп, хәзерге тикшеренү механик реометрия һәм DWS микрореологиясен берләштерә, микроструктур үзгәртеп корулар CAPB-SMCT катнашмаларының кисү үзенчәлеген ничек үзгәртүен ачыклый.
Йомшакрак һәм тотрыклырак чистарту чараларына ихтыяҗ арту сәбәпле, формула белән бәйле кыенлыкларга карамастан, сульфатсыз анионлы өслек актив матдәләрне өйрәнү тизләтелде. Сульфатсыз системаларның аерым молекуляр архитектуралары еш кына төрле реологик профильләр бирә, бу тоз яки полимер куерту кебек ябышлыкны арттыруның гадәти стратегияләрен катлауландыра. Мәсәлән, Йорк һ.б. алкил олефин сульфонаты (AOS), алкил полиглюкозиды (APG) һәм лаурил гидроксисултаинны үз эченә алган бинар һәм өчлекле өслек актив матдә катнашмаларының күбекләнү һәм реологик үзенчәлекләрен системалы рәвештә тикшереп, сульфатсыз альтернативаларны өйрәнделәр. AOS-султаинның 1:1 нисбәте CAPB-SLESка охшаш кисү-сирәкләнү һәм күбек үзенчәлекләрен күрсәтте, бу WLM формалашуын күрсәтә. Раджпут һ.б. [26] DLS, SANS һәм реометрия аша ион булмаган ко-өслек актив матдәләр (кокамид диэтаноламин һәм лаурил глюкозид) белән беррәттән тагын бер сульфатсыз анионлы өслек актив матдә, натрий кокоил глицинатын (SCGLY) бәяләделәр. SCGLY үзе генә күбесенчә сферик мицеллалар барлыкка китерсә дә, бергә өслек-актив матдә өстәү pH модуляциясенә җайлашкан катлаулырак мицелляр морфологияләр төзү мөмкинлеге бирде.
Бу казанышларга карамастан, CAPB һәм тауратларны үз эченә алган тотрыклы сульфатсыз системаларның реологик үзенчәлекләренә багышланган тикшеренүләр чагыштырмача аз. Бу тикшеренү CAPB-SMCT икеле системасының беренче системалы реологик характеристикаларының берсен тәкъдим итеп, бу бушлыкны тутырырга омтыла. Өслек актив матдәләр составын, рН һәм ион көчен системалы рәвештә үзгәртеп, без кисү ябышлыгын һәм вискоэластиклыгын билгеләүче факторларны ачыклыйбыз. Механик реометрия һәм DWS микрореологиясен кулланып, без CAPB-SMCT катнашмаларының кисү үзенчәлеге нигезендәге микроструктур үзгәртеп коруларны санлаштырабыз. Бу ачышлар WLM формалашуын стимуллаштыруда яки тоткарлауда рН, CAPB-SMCT нисбәте һәм ион дәрәҗәләре арасындагы үзара бәйләнешне ачыклый, шуның белән төрле сәнәгать кушымталары өчен тотрыклы өслек актив матдәләргә нигезләнгән продуктларның реологик профильләрен көйләү буенча гамәли аңлатмалар бирә.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 5 августы