Čím lepšia pena, tým lepšia dekontaminačná schopnosť?
Koľko toho vieme o penivých čistiacich prostriedkoch, ktoré používame denne? Zamýšľali sme sa niekedy nad tým, akú úlohu hrá pena v toaletných potrebách?
Prečo máme tendenciu vyberať si penivé produkty?
Porovnaním a triedením môžeme čoskoro vyfiltrovať povrchový aktivátor s dobrou peniacimi schopnosťami a tiež získať zákon penenia povrchového aktivátora: (ps: Pretože tá istá surovina pochádza od rôznych výrobcov, jej peniaci výkon sa tiež líši, tu sa používajú rôzne veľké písmená na označenie rôznych surovín)výrobcovia)
①Medzi povrchovo aktívnymi látkami má laurylglutamát sodný silnú penivosť a laurylsulfosukcinát disodný má slabú penivosť.
② Väčšina sulfátových povrchovo aktívnych látok, amfotérnych povrchovo aktívnych látok a neiónových povrchovo aktívnych látok má silnú schopnosť stabilizovať penu, zatiaľ čo aminokyselinové povrchovo aktívne látky majú vo všeobecnosti slabú schopnosť stabilizovať penu. Ak chcete vyvinúť produkty s aminokyselinovými povrchovo aktívnymi látkami, môžete zvážiť použitie amfotérnych alebo neiónových povrchovo aktívnych látok so silnou schopnosťou peniť a stabilizovať penu.
Diagram penovej sily a stabilnej penovej sily tej istej povrchovo aktívnej látky:
Čo je povrchovo aktívna látka?
Povrchovo aktívna látka je zlúčenina, ktorá obsahuje vo svojej molekule aspoň jednu významnú skupinu s povrchovou afinitou (aby sa vo väčšine prípadov zaručila jej rozpustnosť vo vode) a nesexuálnu skupinu, pre ktorú je afinita malá. Bežne používané povrchovo aktívne látky sú iónové povrchovo aktívne látky (vrátane katiónových povrchovo aktívnych látok a aniónových povrchovo aktívnych látok), neiónové povrchovo aktívne látky a amfotérne povrchovo aktívne látky.
Povrchový aktivátor je kľúčovou zložkou penivých čistiacich prostriedkov. Výber povrchového aktivátora s dobrým výkonom sa hodnotí z dvoch hľadísk: peniaceho výkonu a odmasťovacej sily. Meranie peniaceho výkonu zahŕňa dva indexy: peniaci výkon a stabilizačný výkon peny.
Meranie vlastností peny
Čo nám záleží na bublinách?
Ide len o to, bublá to rýchlo? Je tam veľa peny? Vydrží to bublanie?
Na tieto otázky nájdeme odpovede pri určovaní a skríningu surovín.
Hlavnou metódou nášho testovania je použitie existujúceho zariadenia podľa národnej štandardnej testovacej metódy – Ross-Milesovej metódy (Rocheova metóda stanovenia peny) na štúdium, určenie a skríning penivej sily a stability peny 31 povrchovo aktívnych látok bežne používaných v laboratóriu.
Testované subjekty: 31 povrchovo aktívnych látok bežne používaných v laboratóriách
Testované položky: penivá sila a stabilná penivá sila rôznych povrchovo aktívnych látok
Testovacia metóda: Rothov penový tester; Metóda kontrolných premenných (roztok s rovnakou koncentráciou, konštantná teplota);
Kontrastné triedenie
Spracovanie údajov: zaznamenajte výšku peny v rôznych časových obdobiach;
Výška peny na začiatku 0 minút predstavuje penivú silu stola, čím vyššia je výška, tým silnejšia je penivá sila. Pravidelnosť stability peny bola znázornená vo forme grafov zloženia výšky peny pre 5 minút, 10 minút, 30 minút, 45 minút a 60 minút. Čím dlhší je čas udržiavania peny, tým silnejšia je stabilita peny.
Po testovaní a zaznamenaní sa jeho údaje zobrazujú takto:
Porovnaním a triedením môžeme čoskoro vyfiltrovať povrchový aktivátor s dobrou peniaci schopnosťou a tiež získať zákon penenia povrchového aktivátora: (ps: Pretože tá istá surovina pochádza od rôznych výrobcov, jej peniaci výkon je tiež odlišný, tu použite rôzne veľké písmená na označenie rôznych výrobcov surovín)
① Medzi povrchovo aktívnymi látkami má laurylglutamát sodný silnú penivosť a laurylsulfosukcinát disodný má slabú penivosť.
② Väčšina sulfátových povrchovo aktívnych látok, amfotérnych povrchovo aktívnych látok a neiónových povrchovo aktívnych látok má silnú schopnosť stabilizovať penu, zatiaľ čo aminokyselinové povrchovo aktívne látky majú vo všeobecnosti slabú schopnosť stabilizovať penu. Ak chcete vyvinúť produkty s aminokyselinovými povrchovo aktívnymi látkami, môžete zvážiť použitie amfotérnych alebo neiónových povrchovo aktívnych látok so silnou schopnosťou peniť a stabilizovať penu.
Diagram penovej sily a stabilnej penovej sily tej istej povrchovo aktívnej látky:
Laurylglutamát sodný
Laurylsulfát amónny
Neexistuje žiadna korelácia medzi peniacim účinkom a stabilizačným účinkom peny tej istej povrchovo aktívnej látky a stabilizačný účinok peny povrchovo aktívnej látky s dobrým peniacim účinkom nemusí byť dobrý.
Porovnanie stability bublín rôznych povrchovo aktívnych látok:
Ps: Relatívna rýchlosť zmeny = (výška peny pri 0 min – výška peny pri 60 min)/výška peny pri 0 min
Kritériá hodnotenia: Čím vyššia je relatívna rýchlosť zmeny, tým slabšia je schopnosť stabilizácie bublín
Analýzou bublinového grafu možno konštatovať, že:
① Najsilnejšiu schopnosť stabilizácie peny má disodná soľ kokamfoamfodiacetátu, zatiaľ čo laurylhydroxysulfobetaín má najslabšiu schopnosť stabilizácie peny.
② Schopnosť stabilizácie peny povrchovo aktívnych látok na báze laurylalkoholsulfátu je vo všeobecnosti dobrá a schopnosť stabilizácie peny aniónových povrchovo aktívnych látok na báze aminokyselín je vo všeobecnosti slabá;
Referenčný návrh vzorca:
Z penivosti a stabilizácie peny povrchového aktivátora možno vyvodiť záver, že medzi nimi neexistuje žiadny určitý zákon a korelácia, to znamená, že dobrá penivosť nemusí byť nevyhnutne aj dobrá stabilizácia peny. To nás núti pri výbere surovín povrchovo aktívnych látok zvážiť ich vynikajúci výkon a rozumnú kombináciu rôznych povrchovo aktívnych látok, aby sa dosiahol optimálny penový výkon. Zároveň sa kombinujú s povrchovo aktívnymi látkami so silným odmasťovacím účinkom, aby sa dosiahol čistiaci účinok, ktorý sa vyznačuje penovými vlastnosťami aj odmasťovacím účinkom.
Skúška odmasťovacej sily:
Cieľ: Vyhodnotiť povrchové aktivátory so silnou dekongestančnou schopnosťou a zistiť vzťah medzi vlastnosťami peny a odmasťovacou silou prostredníctvom analýzy a porovnania.
Hodnotiace kritériá: Porovnali sme údaje o pixeloch zafarbenia fóliovej tkaniny pred a po dekontaminácii povrchovým aktivátorom, vypočítali sme hodnotu dráhy a vytvorili index odmasťovacej sily. Čím vyšší je index, tým silnejšia je odmasťovacia sila.
Z vyššie uvedených údajov je zrejmé, že za špecifikovaných podmienok má silnú odmasťovaciu silu laurylsulfát amónny a slabú odmasťovaciu silu sú dva CMEA;
Z vyššie uvedených testovacích údajov možno vyvodiť záver, že neexistuje priama súvislosť medzi penovými vlastnosťami povrchovo aktívnej látky a jej odmasťovacou silou. Napríklad penová účinnosť laurylsulfátu amónneho so silnou odmasťovacou silou nie je dobrá. Naopak, penová účinnosť C14-16 olefínsulfónanu sodného, ktorý má slabú odmasťovaciu silu, je na prvom mieste.
Prečo je teda pravda, že čím mastnejšie máte vlasy, tým menej penia? (Pri použití toho istého šampónu).
V skutočnosti ide o univerzálny jav. Keď si umývate vlasy mastnejšími vlasmi, pena sa redukuje rýchlejšie. Znamená to, že peniaci výkon je horší? Inými slovami, čím lepší je peniaci výkon, tým lepšia je odmasťovacia schopnosť?
Z údajov získaných experimentom už vieme, že množstvo peny a trvanlivosť peny sú určené vlastnosťami samotnej povrchovo aktívnej látky, teda jej peniacimi vlastnosťami a vlastnosťami stabilizácie peny. Dekontaminačná schopnosť samotnej povrchovo aktívnej látky sa nezníži redukciou peny. Tento bod sa potvrdil aj po stanovení odmasťovacej schopnosti povrchového aktivátora, povrchový aktivátor s dobrými penivými vlastnosťami nemusí mať dobrú odmasťovaciu silu a naopak.
Okrem toho môžeme dokázať, že neexistuje priama korelácia medzi penou a odmasťovaním povrchovo aktívnych látok, a to z dôvodu ich odlišných pracovných princípov.
Funkcia peny povrchovo aktívnej látky:
Pena je forma povrchovo aktívnej látky za špecifických podmienok, jej hlavnou úlohou je poskytnúť čistenie pohodlný a príjemný zážitok, po ktorom nasleduje čistenie olejom, ktoré zohráva pomocnú úlohu, takže olej sa pôsobením peny ľahko opäť neusadzuje a ľahšie sa zmyje.
Princíp penenia a odmasťovania povrchovo aktívnych látok:
Čistiaca sila povrchovo aktívnej látky pochádza skôr z jej schopnosti znižovať povrchové napätie medzi olejom a vodou (odmasťovanie), než z jej schopnosti znižovať povrchové napätie medzi vodou a vzduchom (penenie).
Ako sme spomenuli na začiatku tohto článku, povrchovo aktívne látky sú amfifilné molekuly, z ktorých jedna je hydrofilná a druhá hydrofilná. Preto má povrchovo aktívna látka pri nízkych koncentráciách tendenciu zostať na povrchu vody, pričom lipofilný (vodu nenávidiaci) koniec smeruje von, pričom najprv pokrýva povrch vody, teda rozhranie voda-vzduch, a tým znižuje napätie na tomto rozhraní.
Keď však koncentrácia prekročí určitý bod, povrchovo aktívna látka sa začne zhlukovať, tvoriť micely a medzifázové napätie už neklesá. Táto koncentrácia sa nazýva kritická koncentrácia miciel.
Penivá schopnosť povrchovo aktívnych látok je dobrá, čo naznačuje, že majú silnú schopnosť znižovať povrchové napätie medzi vodou a vzduchom a výsledkom zníženého povrchového napätia je, že kvapalina má tendenciu vytvárať viac povrchov (celková povrchová plocha zhluku bublín je oveľa väčšia ako plocha pokojnej vody).
Dekontaminačná sila povrchovo aktívnej látky spočíva v jej schopnosti navlhčiť povrch škvrny a emulgovať ju, teda „pokryť“ olej a umožniť jeho emulgáciu a zmytie vo vode.
Dekontaminačná schopnosť povrchovo aktívnej látky je preto spojená s jej schopnosťou aktivovať rozhranie olej-voda, zatiaľ čo penivá schopnosť predstavuje iba jej schopnosť aktivovať rozhranie voda-vzduch a tieto dve veci spolu úplne nesúvisia. Okrem toho existuje aj mnoho nepenivých čistiacich prostriedkov, ako napríklad odličovač a odličovač olejov bežne používané v našom každodennom živote, ktoré majú tiež silnú dekontaminačnú schopnosť, ale netvoria penu, a je zrejmé, že pena a dekontaminácia nie sú to isté.
Prostredníctvom určenia a skríningu penových vlastností rôznych povrchovo aktívnych látok môžeme jasne získať povrchovo aktívne látky s vynikajúcimi penovými vlastnosťami a následne prostredníctvom určenia a sekvenovania odmasťovacej sily povrchovo aktívnych látok musíme odstrániť ich schopnosť znečisťovať okolie. Po tomto spojení sa plne využijú výhody rôznych povrchovo aktívnych látok, zvýši sa ich výkonnosť a dosiahne sa lepší čistiaci účinok a skúsenosti s používaním. Okrem toho si z princípu fungovania povrchovo aktívnych látok uvedomujeme, že pena priamo nesúvisí s čistiacou silou, a tieto poznatky nám môžu pomôcť pri vlastnom úsudku a poznávaní pri používaní šampónu, aby sme si vybrali produkt, ktorý je pre nás vhodný.