Taybetmendkirina dînamîkên reolojîk ên tevliheviyên surfaktant ên bê sulfat ên cocamidopropyl betaine-sodyûm methyl cocoyl taurate li seranserê pêkhate, pH, û şert û mercên îyonîk.

Pêşkêş

Sîstemên surfaktantên dualî yên avî yên ku cureyên barkirî yên berevajî pêk tînin, bi berfirehî li gelek sektorên pîşesaziyê, di nav de kozmetîk, dermansazî, agrokimyewî û pîşesaziyên hilberandina xwarinê, têne bikar anîn. Pejirandina berfireh a van pergalan bi giranî bi fonksiyonên wan ên navrû û reolojîk ên bilind ve girêdayî ye, ku di formulasyonên cihêreng de performansa çêtir dike. Komkirina sînerjîk a van surfaktantan di nav agregatên kurmî û tevlihev de taybetmendiyên makroskopîk ên pir verastkirî dide, di nav de zêdebûna viskoelastîkbûn û kêmkirina tansiyona navrû. Bi taybetî, tevliheviyên surfaktantên anyonîk û zwîterîyonîk başbûnên sînerjîk di çalakiya rû, vîskozîte û modûlasyona tansiyona navrû de nîşan didin. Ev tevger ji têkiliyên elektrostatîk û sterîk ên zêde di navbera komên serê polar û dûvikên hîdrofobîk ên surfaktantan de derdikevin holê, berevajî pergalên yek-surfaktant, ku hêzên elektrostatîk ên paşvekişandinê pir caran optîmîzasyona performansê sînordar dikin.

Cocamidopropyl betaine (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCN+ (C)CC([O−])=O) ji ber bandora paqijkirina nerm û taybetmendiyên nermkirina porê, surfaktantek amfoterîk a ku di formulasyonên kozmetîkî de bi berfirehî tê bikar anîn e. Xwezaya zwîtterîyonîk a CAPB-ê sinerjiya elektrostatîk bi surfaktantên anyonîk re gengaz dike, aramiya kefê zêde dike û performansa formulasyonê ya bilindtir pêşve dixe. Di pênc dehsalên borî de, tevliheviyên CAPB-ê bi surfaktantên li ser bingeha sulfatê, wekî CAPB-sodyûm lauryl ether sulfate (SLES), di hilberên lênêrîna kesane de bûne bingehîn. Lêbelê, tevî bandora surfaktantên li ser bingeha sulfatê, fikarên di derbarê potansiyela wan a acizkirina çerm û hebûna 1,4-dîoksanê, berhemek alîgir a pêvajoya etoksîlasyonê, eleqeya li ser alternatîfên bê sulfat zêde kiriye. Namzetên sozdar surfaktantên li ser bingeha asîdên amînî, wekî taurat, sarkosînat û glutamat hene, ku biyohevhatina zêdekirî û taybetmendiyên nermtir nîşan didin [9]. Lêbelê, komên serên polar ên nisbeten mezin ên van alternatîfan pir caran astengiya avakirina avahiyên mîselar ên pir tevlihev dikin, ku karanîna guherînerên reolojîk pêwîst dike.

Sodyûm metîl kokoîl taurat (SMCT; SMILES:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) surfaktanteke anyonîk e ku wekî xwêya sodyûmê bi rêya girêdana amîd a N-metîltaurîn (asîda 2-metîlamînoetansulfonîk) bi zincîreke asîda rûn a ji gûzê hatiye wergirtin tê sentezkirin. SMCT xwediyê komeke ser a taurînê ya bi amîd ve girêdayî ye ligel komeke sulfonatê ya anyonîk a bihêz, ku ew biyodegradable û lihevhatî bi pH-ya çerm re dike, ku wê wekî namzetek sozdar ji bo formulasyonên bê sulfat bi cih dike. Surfaktantên taurat bi paqijkeriya xwe ya bihêz, berxwedana ava hişk, nermbûn û aramiya pH-ya fireh têne taybetmendîkirin.

Parametreyên reolojîk, di nav de vîskozîteya şikestinê, modulên vîskoelastîk, û stresa berdestbûnê, di destnîşankirina aramî, tevn û performansa hilberên li ser bingeha surfaktant de girîng in. Mînakî, vîskozîteya şikestinê ya bilind dikare ragirtina substratê baştir bike, di heman demê de stresa berdestbûnê girêdayî girêdana formulasyonê bi çerm an porê piştî serîlêdanê ye. Ev taybetmendiyên reolojîk ên makroskopîk ji hêla gelek faktoran ve têne modul kirin, di nav de konsantrasyona surfaktant, pH, germahî, û hebûna hev-çareserker an lêzêdekeran. Surfaktantên bi barkirina dijberî dikarin veguherînên mîkroavahî yên cihêreng derbas bikin, ji mîsel û vezîkulên sferîk bigire heya qonaxên krîstalî yên şil, ku, di encamê de, bandorek kûr li ser reolojiya girseyî dikin. Têkelên surfaktantên amfoterîk û anyonîk pir caran mîselên kurmik ên dirêjkirî (WLM) çêdikin, ku taybetmendiyên vîskoelastîk bi girîngî zêde dikin. Ji ber vê yekê, têgihîştina têkiliyên mîkroavahî-taybetmendiyê ji bo baştirkirina performansa hilberê girîng e.

Gelek lêkolînên ceribandinî sîstemên dualî yên analog, wekî CAPB-SLES, lêkolîn kirine da ku bingeha mîkroavahî ya taybetmendiyên wan ronî bikin. Bo nimûne, Mitrinova û yên din [13] mezinahiya mîselê (radyusa hîdrodînamîk) bi vîskozîteya çareseriyê di tevliheviyên hev-surfaktant ên zincîra navîn a CAPB-SLES-ê de bi karanîna reometrî û belavbûna ronahiya dînamîk (DLS) ve girêda. Reometrîya mekanîkî têgihîştinê li ser pêşveçûna mîkroavahî ya van tevliheviyan peyda dike û dikare bi mîkroreolojiya optîkî bi karanîna spektroskopiya pêla belavbûnê (DWS) were zêdekirin ku qada frekansê ya gihîştî dirêj dike, dînamîkên demkurt ên ku bi taybetî ji bo pêvajoyên rihetbûna WLM-ê têkildar in digire. Di mîkroreolojiya DWS de, cihguherîna navînî ya çargoşeyî ya sondajên koloîdal ên bicîhkirî bi demê re tê şopandin, ku dihêle ku modulên vîskoelastîk ên xêzik ên navgîniya derdorê bi rêya têkiliya Stokes-Einstein a giştî werin derxistin. Ev teknîk tenê hecmên nimûneyên herî kêm hewce dike û ji ber vê yekê ji bo lêkolîna şilavên tevlihev ên bi hebûna materyalê sînorkirî, mînakî formulasyonên proteîn-bingehîn, sûdmend e. Analîza daneyên <Δr²(t)> li seranserê spektrumên frekansê yên fireh texmînkirina parametreyên mîselar ên wekî mezinahiya torê, dirêjahiya tevliheviyê, dirêjahiya domdariyê, û dirêjahiya konturê hêsan dike. Amin û hevkarên wî nîşan dan ku tevliheviyên CAPB-SLES li gorî pêşbîniyên ji teoriya Cates in, bi zêdekirina xwê re zêdebûnek berbiçav di vîskozîteyê de nîşan didin heya ku rêjeyek krîtîk a xwê çêbibe, ku li pişt wê vîskozîtî bi lez dadikeve - bersivek tîpîk di pergalên WLM de. Xu û Amin reometriya mekanîkî û DWS bikar anîn da ku tevliheviyên SLES-CAPB-CCB lêkolîn bikin, bersivek reolojîk a Maxwellî eşkere kirin ku nîşana avakirina WLM-ya tevlihev e, ku ji hêla parametreyên mîkrostrukturî yên ji pîvandinên DWS ve bêtir hate piştrast kirin. Li ser bingeha van rêbazan, lêkolîna heyî reometriya mekanîkî û mîkrorolojiya DWS entegre dike da ku ronî bike ka ji nû ve rêxistinkirina mîkrostrukturî çawa tevgera birînê ya tevliheviyên CAPB-SMCT dimeşîne.

Ji ber zêdebûna daxwaza ji bo ajanên paqijkirinê yên nermtir û domdartir, lêgerîna surfaktantên anyonîk ên bê sulfat tevî dijwarîyên formulasyonê jî lez girtiye. Mîmarîyên molekulî yên cihêreng ên pergalên bê sulfat pir caran profîlên reolojîk ên cihêreng derdixin holê, ku stratejiyên kevneşopî ji bo zêdekirina vîskozîteyê tevlihev dike, wekî bi rêya xwê an qalindbûna polîmerîk. Mînakî, Yorke û hevkarên wî alternatîfên bê sulfat bi lêkolîna sîstematîk a taybetmendiyên kefkirin û reolojîk ên tevliheviyên surfaktantên dualî û sêalî yên ku tê de alkîl olefîn sulfonat (AOS), alkîl polîglûkozîd (APG), û laurîl hîdroksîsultaîn hene, lêkolîn kirin. Rêjeya 1:1 a AOS-sultaîn taybetmendiyên ziravbûna birrînê û kefê yên dişibin CAPB-SLES nîşan da, ku avakirina WLM nîşan dide. Rajput û hevkarên wî [26] surfaktantek anyonîk a bê sulfat, sodyûm kokoîl glîsînat (SCGLY), ligel hev-surfaktantên neîyonîk (kokamîd dietanolamîn û laurîl glukozîd) bi rêya DLS, SANS, û reometrîyê nirxandin. Her çend SCGLY bi tena serê xwe mîselên bi giranî sferîk çêkirin jî, lêzêdekirina hev-surfaktant rê li ber avakirina morfolojiyên mîselar ên tevlihevtir vekir, ku ji bo modûlasyona pH-ê maqûl in.

Tevî van pêşketinan, lêkolînên nisbeten kêm taybetmendiyên reolojîk ên pergalên bê sulfat ên domdar ên ku CAPB û tauratan dihewînin hedef girtine. Ev lêkolîn armanc dike ku bi peyda kirina yek ji taybetmendiyên reolojîk ên sîstematîk ên yekem ên pergala dualî ya CAPB-SMCT, vê valatiyê tijî bike. Bi guhertina sîstematîk a pêkhateya surfaktant, pH, û hêza îyonîk, em faktorên ku vîskozîteya şêlandinê û vîskoelastîkîteyê birêve dibin ronî dikin. Bi karanîna reometriya mekanîkî û mîkroreolojiya DWS, em ji nû ve rêxistinkirina mîkroavahî ya bingehîn a tevgera şêlandinê ya tevliheviyên CAPB-SMCT pîvan dikin. Ev dîtin têkiliya di navbera pH, rêjeya CAPB-SMCT, û astên îyonîk de di pêşvebirin an astengkirina avakirina WLM de ronî dikin, bi vî rengî têgihiştinên pratîkî pêşkêş dikin li ser çêkirina profîlên reolojîk ên hilberên domdar ên li ser bingeha surfaktant ji bo sepanên pîşesaziyê yên cihêreng.