Ṣíṣàfihàn ìṣiṣẹ́ rheological ti àwọn àdàpọ̀ surfactant tí kò ní sulfate ti cocamidopropyl betaine-sodium methyl cocoyl taurate kọjá àkójọpọ̀, pH, àti àwọn ipò ionic

Ifihan

Àwọn ètò surfactant onípele méjì tí ó ní àwọn ẹ̀yà tí a fi agbára mú ní òdìkejì ni a lò ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ẹ̀ka ilé iṣẹ́, títí bí ohun ìpara, oògùn, àwọn ohun ọ̀gbìn, àti àwọn ilé iṣẹ́ ṣíṣe oúnjẹ. Gbígbà tí a gba àwọn ètò wọ̀nyí gbòòrò ni a mọ̀ sí iṣẹ́ interfacial àti rheological tí ó ga jùlọ, èyí tí ó mú kí iṣẹ́ wọn sunwọ̀n síi ní onírúurú ìṣètò. Ìsopọ̀ ara-ẹni tí ó wà láàárín irú àwọn surfactant bẹ́ẹ̀ sínú àwọn àkójọpọ̀ tí ó dàbí kòkòrò, tí a fi ara mọ́ ara wọn ń fúnni ní àwọn ànímọ́ macroscopic tí ó ṣeé túnṣe, pẹ̀lú ìbísí tí ó pọ̀ sí i àti ìdínkù ìtẹ̀sí interfacial. Ní pàtàkì, àpapọ̀ àwọn surfactant anionic àti zwitterionic ń fi àwọn àfikún ìṣọ̀kan hàn nínú ìṣiṣẹ́ ojú ilẹ̀, ìtẹ̀sí, àti ìyípadà ìtẹ̀sí interfacial. Àwọn ìwà wọ̀nyí ń dìde láti inú ìbáṣepọ̀ electrostatic àti steric tí ó lágbára láàrín àwọn ẹgbẹ́ orí polar àti àwọn ìrù hydrophobic ti surfactants, tí ó lòdì sí àwọn ètò single-surfactant, níbi tí àwọn agbára electrostatic tí ó ń yọrí sí ìpele ìṣiṣẹ́ máa ń dín ìṣiṣẹ́ kù.

Cocamidopropyl betaine (CABP; SMILES: CCCCCCCCCC(=O)NCCCN+ (C)CC([O−])=O) jẹ́ amphoteric surfactant tí a ń lò ní gbogbogbòò nínú àwọn ìṣètò ohun ọ̀ṣọ́ nítorí agbára ìwẹ̀nùmọ́ díẹ̀ àti àwọn ànímọ́ ìtọ́jú irun. Ìwà zwitterionic ti CAPB mú kí ìṣọ̀kan electrostatic pẹ̀lú àwọn surfactants anionic pọ̀ sí i, ó ń mú kí ìdúróṣinṣin fọ́ọ̀mù pọ̀ sí i, ó sì ń gbé iṣẹ́ ìṣètò tó ga jù lárugẹ. Láàárín ọdún márùn-ún sẹ́yìn, àwọn àdàpọ̀ CAPB pẹ̀lú àwọn surfactants tí a fi sulfate ṣe, bíi CAPB–sodium lauryl ether sulfate (SLES), ti di ohun pàtàkì nínú àwọn ọjà ìtọ́jú ara ẹni. Síbẹ̀síbẹ̀, láìka bí àwọn surfactants tí a fi sulfate ṣe ṣe dáradára sí, àníyàn nípa agbára ìgbóná ara wọn àti wíwà 1,4-dioxane, àbájáde ilana ethoxylation, ti mú kí ìfẹ́ sí àwọn àṣàyàn tí kò ní sulfate pọ̀ sí i. Àwọn olùfẹ́ tí ó ní ìlérí pẹ̀lú àwọn surfactants tí a fi amino-acid ṣe, bíi taurates, sarcosinates, àti glutamates, tí ó ń fi ìṣọ̀kan biostatic àti àwọn ànímọ́ tí ó rọrùn hàn [9]. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ẹgbẹ́ orí pola tó tóbi tí àwọn àṣàyàn wọ̀nyí sábà máa ń dí ìṣẹ̀dá àwọn ẹ̀yà micellar tí ó dì mọ́ ara wọn lọ́wọ́, èyí sì máa ń mú kí lílo àwọn àtúnṣe rheological.

Sódíọ̀mù methyl cocoyl taurate (SMCT; Ẹ́RÌNRIN:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) jẹ́ surfactant anionic tí a ṣe gẹ́gẹ́ bí iyọ̀ sodium nípasẹ̀ ìsopọ̀ amide ti N-methyltaurine (2-methylaminoethanesulfonic acid) pẹ̀lú ẹ̀wọ̀n fatty acid tí a mú jáde láti inú agbon. SMCT ní orí taurine tí ó ní amide-linked headgroup pẹ̀lú ẹgbẹ́ sulfonate anionic strongly, èyí tí ó mú kí ó jẹ́ aláìlera àti pé ó bá pH awọ ara mu, èyí tí ó fi sí ipò olùfẹ́ fún àwọn àdàpọ̀ tí kò ní sulfate. Àwọn surfactant Taurate ni a fi àmì ìdánrawò tí ó lágbára, ìfaradà omi líle, ìrọ̀rùn, àti ìdúróṣinṣin pH gbígbòòrò hàn.

Àwọn ìlànà ìṣàn ẹ̀jẹ̀, títí bí ìfọ́ ...

Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìwádìí àyẹ̀wò ti ṣe ìwádìí lórí àwọn ètò onípele méjì tó jọra, bíi CAPB–SLES, láti ṣàlàyé ìpìlẹ̀ microstructural ti àwọn ohun ìní wọn. Fún àpẹẹrẹ, Mitrinova àti àwọn ẹlòmíràn [13] ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú ìwọ̀n micelle (hydrodynamic radius) pẹ̀lú viscosity solution nínú àwọn àdàpọ̀ co-surfactant CAPB–SLES–medium-chain co-surfactant nípa rheometry àti dynamic light scattering (DLS). Mechanical rheometry pese òye sí ìdàgbàsókè microstructural ti àwọn àdàpọ̀ wọ̀nyí, a sì le mú un pọ̀ sí i nípa lílo diffusing wave spectroscopy (DWS) èyí tí ó fa agbègbè ìfọ́wọ́sí tí ó ṣeé lò, tí ó ń gba àwọn ìṣiṣẹ́ àkókò kúkúrú tí ó ṣe pàtàkì sí àwọn ìlànà ìsinmi WLM. Nínú DWS microrheology, a ń tọ́pasẹ̀ ìyípadà onígun mẹ́rin ti àwọn ìwádìí colloidal tí a fi sínú rẹ̀ ní àkókò, èyí tí ó ń jẹ́ kí a yọ linear viscoelastic moduli ti àyíká àárín nípasẹ̀ ìbáṣepọ̀ Stokes–Einstein tí ó wọ́pọ̀. Ọ̀nà yìí nílò ìwọ̀n àpẹẹrẹ díẹ̀, ó sì jẹ́ àǹfààní fún kíkẹ́kọ̀ọ́ àwọn omi líle pẹ̀lú àwọn ohun èlò tí ó ní ìwọ̀nba, fún àpẹẹrẹ àwọn àdàpọ̀ tí ó dá lórí amuaradagba. Àtúpalẹ̀ ìwádìí ìwádìí <Δr²(t)> lórí àwọn ìpele ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ gbígbòòrò ń mú kí ìṣirò àwọn pàrámítà micellar bíi ìwọ̀n àwọ̀n, gígùn ìdènà, gígùn ìdúróṣinṣin, àti gígùn ìlà. Amin àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ fihàn pé àwọn àdàpọ̀ CAPB–SLES bá àsọtẹ́lẹ̀ láti inú ẹ̀kọ́ Cates mu, ó ń fi ìbísí tó hàn gbangba nínú ìfàmọ́ra pẹ̀lú àfikún iyọ̀ títí di ìgbà tí ìfọ́pọ̀ iyọ̀ pàtàkì bá dé, lẹ́yìn èyí tí ìfàmọ́ra kù ní kíákíá—ìdáhùn tó wọ́pọ̀ nínú àwọn ètò WLM Xu àti Amin lo ìpele ìwádìí àti DWS láti ṣàyẹ̀wò àwọn àdàpọ̀ SLES–CABP–CCB, èyí tí ó fi ìdáhùn ìwádìí Maxwellian hàn tí ó fihàn pé ìṣẹ̀dá WLM tí ó dì mọ́ ara wọn, èyí tí a tún fi àwọn pàrámítà microstructural tí a rí láti inú àwọn ìwọ̀n DWS múlẹ̀ síwájú sí i. Ní títẹ̀lé àwọn ọ̀nà wọ̀nyí, ìwádìí lọ́wọ́lọ́wọ́ yìí so ìpele ìwádìí àti ìpele ìwádìí DWS pọ̀ láti ṣàlàyé bí àwọn àtúnṣe ìṣètò microstructural ṣe ń darí ìwà ìṣẹ́dá àwọn àdàpọ̀ CAPB–SMCT.

Nítorí pé ìbéèrè fún àwọn ohun ìwẹ̀nùmọ́ tó rọrùn àti tó lè pẹ́ títí, ìwádìí àwọn ohun ìwẹ̀nùmọ́ anionic tí kò ní sulfate ti pọ̀ sí i láìka àwọn ìpèníjà ìṣètò sí. Àwọn ìlànà molecular tó yàtọ̀ síra ti àwọn ètò tí kò ní sulfate sábà máa ń mú àwọn ìrísí rheological tó yàtọ̀ síra wá, èyí tó ń dí àwọn ọgbọ́n ìbílẹ̀ lọ́wọ́ fún ìdàgbàsókè viscosity bíi nípasẹ̀ iyọ̀ tàbí polymeric thickening. Fún àpẹẹrẹ, Yorke àti àwọn ẹlòmíràn ṣe àwárí àwọn ohun mìíràn tí kì í ṣe sulfate nípa ṣíṣe ìwádìí nípa àwọn ohun ìní ìfọ́ àti rheological ti àwọn àdàpọ̀ surfactant binary àti ternary tí ó ní alkyl olefin sulfonate (AOS), alkyl polyglucoside (APG), àti lauryl hydroxysultaine. Ìpíndọ́gba 1:1 ti AOS–sultaine fi àwọn ànímọ́ ìfọ́ àti ìfọ́ tí ó jọ CAPB–SLES hàn, èyí tí ó fi hàn pé WLM ṣẹ̀dá. Rajput àti àwọn ẹlòmíràn [26] ṣe àyẹ̀wò surfactant anionic tí kò ní sulfate mìíràn, sodium cocoyl glycinate (SCGLY), pẹ̀lú àwọn co-surfactants nonionic (cocamide diethanolamine àti lauryl glucoside) nípasẹ̀ DLS, SANS, àti rheometry. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé SCGLY nìkan ló dá àwọn micelles onígun mẹ́rin tó pọ̀ jùlọ, àfikún co-surfactant mú kí wọ́n lè ṣe àwọn ìrísí micellar tó díjú jù, tó lè mú kí pH máa darí wọn.

Láìka àwọn ìlọsíwájú wọ̀nyí sí, àwọn ìwádìí díẹ̀ ló ti fojú sí àwọn ohun ìní rheological ti àwọn ètò tí kò ní sulfate tí ó ní CAPB àti taurates nínú. Ìwádìí yìí ní èrò láti kún àlàfo yìí nípa fífúnni ní ọ̀kan lára ​​àwọn ànímọ́ rheological àkọ́kọ́ ti CAPB–SMCT binary system. Nípa yíyípadà nínú àkójọpọ̀ surfactant, pH, àti agbára ionic, a ṣàlàyé àwọn ohun tí ó ń darí viscosity shear àti viscoelasticity. Nípa lílo mechanical rheometry àti DWS microrheology, a ṣe ìṣírò àwọn àtúnṣe microstructural tí ó wà lábẹ́ ìwà shear ti àwọn adalu CAPB–SMCT. Àwọn àwárí wọ̀nyí ṣàlàyé ìbáṣepọ̀ láàárín pH, CAPB–SMCT ratio, àti àwọn ipele ionic nínú gbígbéga tàbí dídínà ìṣẹ̀dá WLM, nípa bẹ́ẹ̀ wọ́n ń fúnni ní òye tó wúlò nípa ṣíṣe àtúnṣe àwọn profaili rheological ti àwọn ọjà tí ó da lórí surfactant tí ó dúró ṣinṣin fún onírúurú àwọn ohun èlò ilé-iṣẹ́.