Awọn ifojusi
● Rheology ti alakomeji sulfate-free surfactant apapo ti wa ni characterized experimentally.
● Awọn ipa ti pH, tiwqn ati ionic ifọkansi ti wa ni iwadi eto.
● CAPB: SMCT mass mass ratio ti 1: 0.5 kọ o pọju rirẹ viscosity.
● Idojukọ iyọ pataki ni a nilo lati ṣe aṣeyọri ti o pọju iki rirẹ.
● Gigun contour Micellar ti a ṣe akiyesi lati ọdọ DWS ni ibamu ni agbara pẹlu iki rirẹ.
Áljẹbrà
Ni ilepa awọn iru ẹrọ surfactant ti ko ni imi-ọjọ ti o tẹle, iṣẹ lọwọlọwọ n pese ọkan ninu iwadii rheological akọkọ akọkọ ti aqueous Cocamidopropyl Betaine (CAPB) -Sodium Methyl Cocoyl Taurate (SMCT) awọn akojọpọ oriṣiriṣi, pH, ati agbara ionic. CAPB-SMCT awọn ojutu olomi (lapapọ ifọkansi surfactant ti nṣiṣe lọwọ ti 8-12 wt.%) ni a pese sile ni ọpọlọpọ awọn iwọn iwuwo surfactant, ni titunse si pHs 4.5 ati 5.5, ati titrated pẹlu NaCl. Iduroṣinṣin ati awọn wiwọn rirẹ oscillatory ṣe iwọn viscosity rirẹ rirẹ macroscopic, lakoko ti o ntan kaakiri igbi spectroscopy (DWS) microrheology pese igbohunsafẹfẹ ti o yanju moduli viscoelastic ati awọn iwọn gigun micellar abuda. Labẹ awọn ipo ti ko ni iyọ, awọn agbekalẹ ṣe afihan rheology Newtonian pẹlu awọn viscosities rirẹ ti o pọju ni CAPB: Iwọn iwuwo SMCT ti 1: 0.5, ti o ṣe afihan ti imudara cationic-anionic headgroup. Sokale pH lati 5.5 si 4.5 funni ni idiyele rere apapọ ti o tobi julọ lori CAPB, nitorinaa nfi idiju elekitirosita pọ si pẹlu SMCT anionic ni kikun ati ṣiṣẹda awọn nẹtiwọọki micellar ti o lagbara diẹ sii. Afikun iyọ eleto modulated headgroup-headgroup repulsions, wiwakọ itankalẹ mofoloji lati awọn micelles ọtọ si elongated, aggregates dabi worm. Awọn viscosities odo-shear ṣe afihan maxima pato ni awọn iwọn iyọ-si-surfactant ti o ṣe pataki (R), ti n ṣe afihan iwọntunwọnsi intricate laarin iboju elekitirotati meji-Layer ati elongation micellar. DWS microrheology jẹrisi awọn akiyesi macroscopic wọnyi, ṣiṣafihan iyasọtọ Maxwellian spectra ni R ≥ 1, ni ibamu pẹlu awọn ilana isọdọtun-ti jẹ gaba lori fifọ. Ni pataki, ifaramọ ati awọn gigun itẹramọṣẹ duro lainidiwọn pẹlu agbara ionic, lakoko ti gigun elegbegbe ṣe afihan awọn ibamu to lagbara pẹlu iki-irẹrun-odo. Awọn awari wọnyi tẹnumọ ipa pataki ti elongation micellar ati amuṣiṣẹpọ thermodynamic ni ṣiṣakoso viscoelasticity ito, pese ilana kan fun imọ-ẹrọ iṣẹ-giga ti sulfate-free surfactants nipasẹ iṣakoso deede ti iwuwo idiyele, akopọ, ati awọn ipo ionic.
Áljẹbrà ayaworan
Ọrọ Iṣaaju
Awọn eto surfactant alakomeji olomi ti o ni awọn eya ti o ni agbara idakeji jẹ iṣẹ lọpọlọpọ kọja awọn apa ile-iṣẹ lọpọlọpọ, pẹlu awọn ohun ikunra, awọn oogun, awọn agrochemicals, ati awọn ile-iṣẹ iṣelọpọ ounjẹ. Gbigba ni ibigbogbo ti awọn ọna ṣiṣe wọnyi ni akọkọ jẹ ikasi si interfacial ti o ga julọ ati awọn iṣẹ ṣiṣe rheological, eyiti o jẹki iṣẹ imudara ni awọn agbekalẹ oriṣiriṣi. Apejọ ti ara ẹni amuṣiṣẹpọ ti iru awọn surfactants sinu iru wormlike, awọn akojọpọ ti a fi sinu ara n funni ni awọn ohun-ini macroscopic ti o lagbara pupọ, pẹlu viscoelasticity ti o pọ si ati idinku ẹdọfu interfacial. Ni pataki, awọn akojọpọ anionic ati awọn surfactants zwitterionic ṣe afihan awọn imudara imudarapọ ni iṣẹ ṣiṣe dada, iki, ati iṣatunṣe ẹdọfu interfacial. Awọn ihuwasi wọnyi waye lati awọn ibaraenisepo elekitirostatic ati sitẹriiki laarin awọn ẹgbẹ ori pola ati awọn iru hydrophobic ti awọn surfactants, ni iyatọ pẹlu awọn ọna ṣiṣe ẹyọkan, nibiti awọn agbara elekitirosita ti o korira nigbagbogbo ṣe idinwo iṣapeye iṣẹ.
Cocamidopropyl betaine (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCN+ (C)CC([O-])=O) jẹ ohun elo amphoteric kan ti a nlo ni ibigbogbo ni awọn agbekalẹ ohun ikunra nitori ṣiṣe iwẹnu kekere ati awọn ohun-ini mimu irun. Iseda zwitterionic ti CAPB ngbanilaaye amuṣiṣẹpọ elekitirotatiki pẹlu awọn surfactants anionic, imudara iduroṣinṣin foomu ati igbega iṣẹ ṣiṣe agbekalẹ ti o ga julọ. Ninu ewadun marun ti o ti kọja, awọn idapọ CAPB pẹlu sulfate-orisun surfactants, gẹgẹbi CAPB–sodium lauryl ether sulfate (SLES), ti di ipilẹ ni awọn ọja itọju ti ara ẹni. Bibẹẹkọ, laibikita imunadoko ti awọn surfactants ti o da lori imi-ọjọ, awọn ifiyesi nipa agbara irritation dermal wọn ati wiwa 1,4-dioxane, iṣelọpọ ti ilana ethoxylation, ti fa iwulo ninu awọn omiiran ti ko ni imi-ọjọ imi-ọjọ. Awọn oludije ti o ni ileri pẹlu awọn ohun elo ti o da lori amino acid, gẹgẹbi awọn taurates, sarcosinates, ati glutamates, eyiti o ṣe afihan imudara biocompatibility ati awọn ohun-ini ti o kere ju [9]. Bibẹẹkọ, awọn ẹgbẹ ori pola ti o tobi pupọ ti awọn ọna yiyan wọnyi nigbagbogbo ṣe idiwọ dida awọn ẹya micellar ti o ni itara pupọ, ti n ṣe pataki lilo awọn iyipada rheological.
Sodium methyl cocoyl taurate (SMCT; SMILES:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) jẹ ẹya anionic surfactant ti a ṣepọ bi iyọ soda nipasẹ amide coupling ti N-methyltaurine (2-methylaminoethanesulfonic acid) pẹlu ẹwọn acid fatty acid ti agbon. SMCT ni ẹgbẹ ẹgbẹ taurine ti o ni asopọ amide lẹgbẹẹ ẹgbẹ sulfonate anionic ti o lagbara, ti o jẹ ki o jẹ biodegradable ati ibaramu pẹlu pH awọ-ara, eyiti o gbe e si bi oludije ti o ni ileri fun awọn agbekalẹ laisi imi-ọjọ. Taurate surfactants jẹ ijuwe nipasẹ idiwọ agbara wọn, imuduro omi-lile, irẹwẹsi, ati iduroṣinṣin pH gbooro.
Awọn paramita rheological, pẹlu viscosity rirẹ, moduli viscoelastic, ati aapọn ikore, jẹ pataki ni ṣiṣe ipinnu iduroṣinṣin, sojurigindin, ati iṣẹ awọn ọja ti o da lori surfactant. Fun apẹẹrẹ, viscosity rirẹ le mu idaduro sobusitireti dara si, lakoko ti aapọn ikore n ṣe akoso ifaramọ agbekalẹ si awọ ara tabi ohun elo irun lẹhin ohun elo. Awọn abuda rheological macroscopic wọnyi jẹ iyipada nipasẹ awọn ifosiwewe lọpọlọpọ, pẹlu ifọkansi surfactant, pH, iwọn otutu, ati wiwa ti awọn alapọ-solvents tabi awọn afikun. Awọn surfactants ti o gba agbara ni ilodi si le faragba awọn iyipada microstructural oniruuru, ti o wa lati awọn micelles iyipo ati awọn vesicles si awọn ipele kirisita olomi, eyiti, lapapọ, ni ipa lori rheology olopobobo. Awọn apopọ ti amphoteric ati anionic surfactants nigbagbogbo n ṣe elongated wormlike micelles (WLMs), eyiti o mu awọn ohun-ini viscoelastic pọ si ni pataki. Loye awọn ibatan microstructure-ohun-ini jẹ, nitorinaa, pataki fun imudara iṣẹ ṣiṣe ọja.
Ọpọlọpọ awọn ijinlẹ adanwo ti ṣe iwadii awọn eto alakomeji afọwọṣe, gẹgẹbi CAPB-SLES, lati ṣe alaye ipilẹ microstructural ti awọn ohun-ini wọn. Fun apẹẹrẹ, Mitrinova et al. [13] iwọn micelle ti o ni ibatan (radius hydrodynamic) pẹlu iki ojuutu ni CAPB–SLES–alabọde-pq àjọ-surfactant awọn apopọ nipa lilo rheometry ati pipinka ina ti o ni agbara (DLS). Rheometry ẹrọ n pese oye sinu itankalẹ microstructural ti awọn apopọ wọnyi ati pe o le ṣe alekun nipasẹ microrheology opitika nipa lilo spectroscopy igbi ti o tan kaakiri (DWS) eyiti o fa aaye ipo igbohunsafẹfẹ wiwọle, yiya awọn agbara akoko kukuru ni pataki pataki si awọn ilana isinmi WLM. Ninu microrheology DWS, iṣipopada onigun mẹrin ti awọn iwadii colloidal ifibọ ti wa ni itopase lori akoko, ti n muu yọkuro ti moduli viscoelastic laini ti alabọde agbegbe nipasẹ ibatan Stokes-Einstein ti gbogbogbo. Ilana yii nilo awọn iwọn ayẹwo iwonba nikan ati pe o jẹ anfani fun kikọ ẹkọ awọn ṣiṣan eka pẹlu wiwa ohun elo to lopin, fun apẹẹrẹ awọn agbekalẹ ti o da lori amuaradagba. Onínọmbà ti <Δr²(t)> data kọja awọn iwoye igbohunsafẹfẹ gbooro n ṣe imudara iṣiro ti awọn paramita micellar gẹgẹbi iwọn mesh, ipari idimu, gigun itẹramọṣẹ, ati ipari elegbegbe. Amin et al ṣe afihan pe awọn apopọ CAPB – SLES ni ibamu si awọn asọtẹlẹ lati imọ-jinlẹ Cates, ti n ṣafihan ilosoke ti o sọ ni iki pẹlu afikun iyọ titi di ifọkansi iyọ to ṣe pataki, kọja eyiti iki ṣubu silẹ ni isunmọ-idahun aṣoju ni awọn eto WLM Xu ati Amin ti gba iṣẹ rheometry ẹrọ ati DWS lati ṣe ayẹwo SLES-CAPB–CCBangred ti awọn idapọmọra WLM, didasilẹ, eyiti o jẹ ifọwọsi siwaju nipasẹ awọn ayeraye microstructural ti a pinnu lati awọn wiwọn DWS. Ilé lori awọn ilana wọnyi, iwadii lọwọlọwọ ṣepọ rheometry ẹrọ ati DWS microrheology lati ṣalaye bi awọn atunto microstructural ṣe n ṣe awakọ ihuwasi rirẹ ti awọn akojọpọ CAPB-SMCT.
Ni ina ti ibeere ti o pọ si fun onirẹlẹ ati awọn aṣoju mimọ alagbero diẹ sii, iṣawakiri ti awọn surfactants anionic ti ko ni imi-ọjọ ti ni ipa laisi awọn italaya agbekalẹ. Awọn ayaworan molikula ọtọtọ ti awọn ọna ṣiṣe ti ko ni imi-ọjọ nigbagbogbo n so awọn profaili rheological ti o yatọ, diju awọn ilana aṣa fun imudara iki gẹgẹbi nipasẹ iyọ tabi didan polymeric. Fun apẹẹrẹ, Yorke et al. ṣawari awọn ọna miiran ti kii ṣe sulfate nipasẹ ṣiṣe iwadi ni ọna ṣiṣe awọn ifofo ati awọn ohun-ini rheological ti alakomeji ati awọn akojọpọ surfactant ternary ti o nfihan alkyl olefin sulfonate (AOS), alkyl polyglucoside (APG), ati lauryl hydroxysultaine. Ipin 1:1 ti AOS–sultaine ṣe afihan rirẹ-tinrin ati awọn abuda foomu ti o jọra si CAPB–SLES, nfihan idasile WLM. Rajput et al. [26] ṣe ayẹwo surfactant anionic ti ko ni sulfate miiran, soda cocoyl glycinate (SCGLY), lẹgbẹẹ awọn alamọdaju nonionic (cocamide diethanolamine ati lauryl glucoside) nipasẹ DLS, SANS, ati rheometry. Botilẹjẹpe SCGLY nikan ti ṣe agbekalẹ awọn micelles oniyipo ti o ga julọ, afikun-surfactant jẹ ki iṣelọpọ ti awọn ẹya ara micellar ti o ni inira diẹ sii, ti o ni anfani si awose ti o dari pH.
Pelu awọn ilọsiwaju wọnyi, ni afiwe awọn iwadii diẹ ti dojukọ awọn ohun-ini rheological ti awọn ọna ṣiṣe ti ko ni sulfate alagbero ti o kan CAPB ati taurates. Iwadi yii ni ero lati kun aafo yii nipa pipese ọkan ninu awọn abuda rheological eto akọkọ ti CAPB–SMCT alakomeji eto. Nípa ìṣètò yíyà àkópọ̀ surfactant, pH, àti agbára ionic, a sàlàyé àwọn ohun tí ń ṣàkóso iki rirẹ́run àti viscoelasticity. Lilo rheometry ẹrọ ati DWS microrheology, a ṣe iwọn awọn atunto microstructural ti o wa labẹ ihuwasi rirẹ ti awọn akojọpọ CAPB-SMCT. Awọn awari wọnyi ṣe alaye ibaraenisepo laarin pH, ipin CAPB-SMCT, ati awọn ipele ionic ni igbega tabi didojuuṣe idasile WLM, nitorinaa nfunni awọn oye ti o wulo si titọ awọn profaili rheological ti awọn ọja ti o da lori surfactant alagbero fun awọn ohun elo ile-iṣẹ Oniruuru.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-05-2025