Im lepsza piana, tym lepsze właściwości dekontaminacyjne?
Ile wiemy o pieniących się produktach czyszczących, których używamy na co dzień? Czy zastanawialiśmy się kiedyś: jaką rolę pełni piana w kosmetykach?
Dlaczego wybieramy produkty pieniące się?
Dzięki porównaniu i sortowaniu możemy szybko odsiać aktywator powierzchniowy o dobrej zdolności spieniania, a także uzyskać prawo spieniania aktywatora powierzchniowego: (ps: Ponieważ ten sam surowiec pochodzi od różnych producentów, jego wydajność spieniania jest również różna, tutaj użyto różnych wielkich liter, aby przedstawić różne surowce(producenci)
①Spośród środków powierzchniowo czynnych, lauryloglutaminian sodu ma silne właściwości pieniące, a laurylosulfobursztynian disodu ma słabe właściwości pieniące.
② Większość surfaktantów siarczanowych, amfoterycznych i niejonowych charakteryzuje się silnymi właściwościami stabilizującymi pianę, natomiast surfaktanty aminokwasowe charakteryzują się zazwyczaj słabymi właściwościami stabilizującymi pianę. Jeśli chcesz opracować produkty surfaktantowe na bazie aminokwasów, możesz rozważyć użycie surfaktantów amfoterycznych lub niejonowych o silnych właściwościach stabilizujących pianę.
Wykres siły pienienia i stabilnej siły pienienia tego samego środka powierzchniowo czynnego:
Czym jest surfaktant?
Surfaktant to związek chemiczny zawierający w swojej cząsteczce co najmniej jedną znaczącą grupę powinowactwa powierzchniowego (zapewniającą rozpuszczalność w wodzie w większości przypadków) oraz grupę niepłciową, do której powinowactwo jest niewielkie. Powszechnie stosowanymi surfaktantami są surfaktanty jonowe (w tym surfaktanty kationowe i anionowe), surfaktanty niejonowe i surfaktanty amfoteryczne.
Aktywator powierzchniowy jest kluczowym składnikiem detergentu pieniącego. Wybór odpowiedniego aktywatora powierzchniowego o wysokiej skuteczności ocenia się na podstawie dwóch wymiarów: wydajności piany i zdolności odtłuszczania. Spośród nich pomiar wydajności piany obejmuje dwa wskaźniki: wydajność pienienia i zdolność stabilizacji piany.
Pomiar właściwości piany
Co nas obchodzą bąbelki?
Chodzi tylko o to, czy szybko się pieni? Czy jest dużo piany? Czy bąbelki utrzymują się długo?
Odpowiedzi na te pytania znajdziemy w procesie oznaczania i przesiewania surowców
Główną metodą naszych badań jest wykorzystanie istniejącego sprzętu zgodnie z krajową standardową metodą badawczą – metodą Rossa-Milesa (metodą oznaczania piany Roche’a) w celu badania, określania i badania siły pienienia oraz stabilności piany 31 środków powierzchniowo czynnych powszechnie stosowanych w laboratoriach.
Obiekty testowe: 31 surfaktantów powszechnie stosowanych w laboratoriach
Przedmioty testowe: siła pienienia i stabilna siła pienienia różnych środków powierzchniowo czynnych
Metoda badania: tester piany Rotha; metoda zmiennych kontrolnych (roztwór o jednakowym stężeniu, stała temperatura);
Sortowanie kontrastowe
Przetwarzanie danych: rejestrowanie wysokości piany w różnych okresach czasu;
Wysokość piany na początku 0 min to siła spieniania stołu – im wyższa wysokość, tym silniejsza siła spieniania. Regularność stabilności piany przedstawiono w postaci wykresów składu wysokości piany dla 5 min, 10 min, 30 min, 45 min i 60 min. Im dłuższy czas utrzymywania się piany, tym większa jej stabilność.
Po przetestowaniu i zarejestrowaniu dane wyglądają następująco:
Poprzez porównanie i sortowanie możemy szybko wybrać aktywator powierzchniowy o dobrych właściwościach pieniących, a także uzyskać prawo pienienia aktywatora powierzchniowego: (PS: Ponieważ ten sam surowiec pochodzi od różnych producentów, jego wydajność pienienia również jest różna, tutaj użyto różnych wielkich liter, aby przedstawić różnych producentów surowców)
① Spośród środków powierzchniowo czynnych, lauryloglutaminian sodu ma silne właściwości pieniące, a laurylosulfobursztynian disodu ma słabe właściwości pieniące.
② Większość surfaktantów siarczanowych, amfoterycznych i niejonowych charakteryzuje się silnymi właściwościami stabilizującymi pianę, natomiast surfaktanty aminokwasowe charakteryzują się zazwyczaj słabymi właściwościami stabilizującymi pianę. Jeśli chcesz opracować produkty surfaktantowe na bazie aminokwasów, możesz rozważyć użycie surfaktantów amfoterycznych lub niejonowych o silnych właściwościach stabilizujących pianę.
Wykres siły pienienia i stabilnej siły pienienia tego samego środka powierzchniowo czynnego:
Lauryloglutaminian sodu
Laurylosiarczan amonu
Nie ma korelacji pomiędzy zdolnością pienienia się a zdolnością stabilizacji piany tego samego środka powierzchniowo czynnego, a zdolność stabilizacji piany środka powierzchniowo czynnego o dobrych zdolnościach pienienia może nie być dobra.
Porównanie stabilności pęcherzyków różnych surfaktantów:
PS: Względna szybkość zmian = (wysokość piany w 0 min – wysokość piany w 60 min)/wysokość piany w 0 min
Kryteria oceny: Im większa względna szybkość zmian, tym słabsza zdolność stabilizacji pęcherzyków
Na podstawie analizy wykresu bąbelkowego można stwierdzić, że:
① Najsilniejsze właściwości stabilizujące pianę wykazuje kokamfoamfodiacetat disodowy, natomiast najsłabsze właściwości stabilizujące pianę wykazuje laurylohydroksysulfobetaina.
② Zdolność surfaktantów siarczanu alkoholu laurylowego do stabilizacji piany jest na ogół dobra, natomiast zdolność surfaktantów anionowych na bazie aminokwasów do stabilizacji piany jest na ogół słaba;
Odniesienie do projektu wzoru:
Z analizy skuteczności spieniania i stabilizacji piany przez aktywator powierzchni można wywnioskować, że nie ma między nimi jednoznacznej zależności ani korelacji, co oznacza, że dobre właściwości spieniające niekoniecznie oznaczają dobre właściwości stabilizujące pianę. Dlatego podczas selekcji surowców surfaktantów, musimy w pełni wykorzystać ich doskonałe właściwości, a także rozsądnie dobrać kombinację różnych surfaktantów, aby uzyskać optymalną wydajność piany. Jednocześnie, surfaktanty powinny być łączone z surfaktantami o silnych właściwościach odtłuszczających, aby uzyskać efekt czyszczący, zarówno pod względem właściwości piany, jak i odtłuszczania.
Test mocy odtłuszczającej:
Cel: Zbadanie aktywatorów powierzchniowych o silnych właściwościach dekongestywnych oraz określenie zależności między właściwościami piany a zdolnością odtłuszczania poprzez analizę i porównanie.
Kryteria oceny: Porównaliśmy dane pikseli plam na tkaninie foliowej przed i po dekontaminacji aktywatorem powierzchni, obliczyliśmy wartość przesunięcia i określiliśmy wskaźnik mocy odtłuszczania. Im wyższy wskaźnik, tym większa moc odtłuszczania.
Z powyższych danych wynika, że w określonych warunkach najsilniejszym środkiem odtłuszczającym jest laurylosiarczan amonu, a słabym dwa środki odtłuszczające CMEA;
Z powyższych danych testowych można wywnioskować, że nie ma bezpośredniej korelacji między właściwościami pieniącymi surfaktantu a jego zdolnością odtłuszczania. Na przykład, właściwości pieniące laurylosiarczanu amonu o silnych właściwościach odtłuszczających są słabe. Natomiast właściwości pieniące sulfonianu sodowego olefin C14-16, który ma słabe właściwości odtłuszczające, są na pierwszym planie.
Dlaczego więc im bardziej tłuste są włosy, tym mniej się pienią? (Przy stosowaniu tego samego szamponu)
W rzeczywistości jest to zjawisko powszechne. Myjąc włosy z tendencją do przetłuszczania, piana szybciej zanika. Czy to oznacza, że piana działa gorzej? Innymi słowy, czy im lepsza piana, tym lepsze właściwości odtłuszczające?
Z danych uzyskanych w eksperymencie wiemy już, że ilość piany i jej trwałość zależą od właściwości pianotwórczych samego surfaktantu, tj. jego właściwości pieniących i stabilizujących. Zdolność dekontaminacyjna samego surfaktantu nie ulegnie osłabieniu wraz z redukcją piany. Potwierdza to również fakt, że po ustaleniu zdolności odtłuszczającej aktywatora powierzchni, aktywator powierzchni o dobrych właściwościach pieniących może nie mieć dobrych właściwości odtłuszczających i odwrotnie.
Ponadto możemy również udowodnić, że nie ma bezpośredniej zależności między odtłuszczaniem piany i środków powierzchniowo czynnych, biorąc pod uwagę różne zasady działania tych dwóch substancji.
Funkcja piany surfaktantowej:
Piana jest formą środka powierzchniowo czynnego, który w określonych warunkach ma za zadanie zapewnić komfortowe i przyjemne czyszczenie. Następnie olej pełni rolę pomocniczą, zapobiegając ponownemu osadzaniu się oleju pod wpływem piany i ułatwiając jego wypłukanie.
Zasada spieniania i odtłuszczania surfaktantów:
Właściwości czyszczące środka powierzchniowo czynnego wynikają z jego zdolności do zmniejszania napięcia międzyfazowego olej-woda (odtłuszczanie), a nie ze zdolności do zmniejszania napięcia międzyfazowego woda-powietrze (pienienie).
Jak wspomnieliśmy na początku artykułu, surfaktanty to cząsteczki amfifilowe, z których jedna jest hydrofilowa, a druga hydrofilowa. Dlatego w niskich stężeniach surfaktant ma tendencję do pozostawania na powierzchni wody, z lipofilowym (nienawidzącym wody) końcem skierowanym na zewnątrz, najpierw pokrywając powierzchnię wody, czyli granicę faz woda-powietrze, zmniejszając w ten sposób napięcie na tej granicy.
Jednak gdy stężenie przekroczy pewien punkt, surfaktant zacznie się skupiać, tworząc micele, a napięcie międzyfazowe przestanie spadać. To stężenie nazywa się krytycznym stężeniem miceli.
Surfaktanty mają dobrą zdolność pienienia, co wskazuje na ich silną zdolność do obniżania napięcia międzyfazowego między wodą a powietrzem. W wyniku zmniejszonego napięcia międzyfazowego ciecz ma tendencję do tworzenia większej powierzchni (całkowita powierzchnia skupiska pęcherzyków jest znacznie większa niż powierzchnia spokojnej wody).
Siła odkażająca surfaktantów polega na ich zdolności zwilżania powierzchni plamy i emulgowania jej, czyli „pokrywania” oleju, co umożliwia jego zemulgowanie i zmycie wodą.
Zatem zdolność dezynfekująca surfaktantu jest powiązana z jego zdolnością do aktywowania granicy faz olej-woda, podczas gdy zdolność pienienia reprezentuje jedynie zdolność do aktywowania granicy faz woda-powietrze, a te dwa czynniki nie są ze sobą ściśle powiązane. Ponadto istnieje wiele niepieniących środków czyszczących, takich jak płyn do demakijażu i olejek do demakijażu, powszechnie stosowane w życiu codziennym, które również wykazują silne właściwości dezynfekujące, ale nie wytwarzają piany, co oczywiste, że piana i dekontaminacja to nie to samo.
Poprzez określenie i analizę właściwości pianotwórczych różnych surfaktantów, możemy jednoznacznie wybrać surfaktant o lepszych właściwościach pianotwórczych, a następnie, poprzez określenie i sekwencjonowanie właściwości odtłuszczających surfaktantu, musimy wyeliminować jego właściwości zanieczyszczające. Po tym połączeniu, w pełni wykorzystajmy zalety różnych surfaktantów, zwiększmy ich skuteczność i skuteczność, a także uzyskajmy lepszy efekt czyszczenia i lepsze wrażenia z użytkowania. Ponadto, dzięki zasadzie działania surfaktantów, zdajemy sobie sprawę, że piana nie jest bezpośrednio związana z siłą czyszczącą, a ta wiedza może pomóc nam w samodzielnym osądzie i zrozumieniu podczas stosowania szamponu, aby wybrać odpowiedni dla nas produkt.