A’ comharrachadh daineamaigs reòlais measgachaidhean surfactant gun sulfat de cocamidopropyl betaine-sodium methyl cocoyl taurate thar co-dhèanamh, pH, agus suidheachaidhean ianach.

Ro-ràdh

Tha siostaman surfactant dà-chànanach uisgeach anns a bheil gnèithean le luchdan mu choinneamh air an cleachdadh gu farsaing thar grunn roinnean gnìomhachais, a’ gabhail a-steach gnìomhachasan cungaidhean-leigheis, cungaidhean-leigheis, agro-cheimigean, agus giullachd bìdh. Tha gabhail fharsaing nan siostaman seo air a chur às leth na comasan eadar-aghaidh is reòlais nas fheàrr aca, a leigeas le coileanadh nas fheàrr ann an diofar fhoirmlean. Tha fèin-chruinneachadh sineirgisteach nan surfactants sin ann an cruinneachaidhean coltach ri cnuimhean, ceangailte a’ toirt seachad feartan macrascopach a ghabhas atharrachadh gu math, a’ gabhail a-steach slaodachd nas motha agus teannachadh eadar-aghaidh nas lugha. Gu sònraichte, tha measgachadh de surfactants anionic agus zwitterionic a’ nochdadh leasachaidhean sineirgisteach ann an gnìomhachd uachdar, slaodachd, agus modulachadh teannachadh eadar-aghaidh. Tha na giùlan sin ag èirigh bho eadar-obrachaidhean electrostatach agus steric nas dian eadar na buidhnean ceann pòlar agus earbaill hydrophobic nan surfactants, an coimeas ri siostaman aon-surfactant, far a bheil feachdan electrostatach ath-bhualadh gu tric a’ cuingealachadh coileanadh nas fheàrr.

Tha Cocamidopropyl betaine (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCN+ (C)CC([O−])=O) na surfactant amphoteric a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann am foirmlean cosmaigeach air sgàth cho èifeachdach sa tha e a’ glanadh agus a’ cumail suas fuilt. Tha nàdar zwitterionic CAPB a’ comasachadh co-obrachadh electrostatach le surfactants anionic, a’ neartachadh seasmhachd foam agus a’ brosnachadh coileanadh foirmle nas fheàrr. Thar nan còig deicheadan a dh’ fhalbh, tha measgachaidhean CAPB le surfactants stèidhichte air sulfate, leithid CAPB–sodium lauryl ether sulfate (SLES), air a bhith bunaiteach ann an toraidhean cùram pearsanta. Ach, a dh’ aindeoin cho èifeachdach sa tha surfactants stèidhichte air sulfate, tha draghan a thaobh an comas irioslachd craicinn agus làthaireachd 1,4-dioxane, fo-thoradh den phròiseas ethoxylation, air ùidh a bhrosnachadh ann an roghainnean eile gun sulfate. Am measg nan tagraichean gealltanach tha surfactants stèidhichte air amino-aigéid, leithid taurates, sarcosinates, agus glutamates, a tha a’ nochdadh biocompatibility nas fheàrr agus feartan nas ciùine [9]. A dh’aindeoin sin, bidh na buidhnean ceann pòlach mòra a th’ aig na roghainnean eile sin gu tric a’ cur bacadh air cruthachadh structaran micellar a tha gu math ceangailte, agus mar sin feumar atharraichean reòlais a chleachdadh.

Taurat sodium methyl cocoyl (SMCT; SMILES:
'S e surfactant anionach a th' ann an CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) air a cho-chur mar shalann sodium tro cheangal amide de N-methyltaurine (aigéad 2-methylaminoethanesulfonic) le slabhraidh aigéid shailleil a tha stèidhichte air cnò-chnò. Tha buidheann-cinn taurine ceangailte ri amide aig SMCT còmhla ri buidheann sulfonate anionach gu làidir, ga dhèanamh bith-ruigsinneach agus co-chòrdail ri pH a' chraicinn, a tha ga shuidheachadh mar thagraiche gealltanach airson foirmlean gun sulfate. Tha surfactants taurate air an comharrachadh leis an glanadh làidir aca, an seasmhachd ann an uisge cruaidh, an tlàths, agus an seasmhachd pH farsaing.

Tha paramadairean reòlais, a’ gabhail a-steach slaodachd sheargaidh, modalan viscoelastic, agus cuideam toraidh, deatamach ann a bhith a’ dearbhadh seasmhachd, inneach, agus coileanadh thoraidhean stèidhichte air surfactant. Mar eisimpleir, faodaidh slaodachd sheargaidh àrd gleidheadh ​​​​substrate a leasachadh, agus bidh cuideam toraidh a’ riaghladh mar a bhios an fhoirmle a’ cumail ri craiceann no falt às deidh a chuir an sàs. Tha na feartan reòlais macrascopig seo air am modúlachadh le grunn nithean, a’ gabhail a-steach dùmhlachd surfactant, pH, teòthachd, agus làthaireachd co-fhuasglaidhean no stuthan cur-ris. Faodaidh surfactants le luchd mu choinneamh a chèile diofar atharrachaidhean meanbh-structarail a dhèanamh, bho mhicelles agus vesicles cruinn gu ìrean criostalach leachtach, a bheir buaidh mhòr, an uair sin, air an reòlais mhòr. Bidh measgachaidhean de surfactants amphoteric agus anionic gu tric a’ cruthachadh micelles cnuimheach fada (WLMs), a bhios a’ neartachadh feartan viscoelastic gu mòr. Mar sin, tha tuigse air na dàimhean microstructar-feartan deatamach airson coileanadh toraidh a bharrachadh.

Tha grunn sgrùdaidhean deuchainneach air sgrùdadh a dhèanamh air siostaman dà-chànanach coimeasach, leithid CAPB–SLES, gus bunait meanbh-structarail an cuid fheartan a shoilleireachadh. Mar eisimpleir, rinn Mitrinova et al. [13] ceangal eadar meud micelle (radius hydrodynamic) agus slaodachd fuasglaidh ann am measgachaidhean co-surfactant slabhraidh mheadhanach CAPB–SLES a’ cleachdadh rheometry agus sgapadh solais fiùghantach (DLS). Tha rheometry meacanaigeach a’ toirt sealladh air mean-fhàs meanbh-structarail nam measgachaidhean sin agus faodar a neartachadh le microreology optigeach a’ cleachdadh speactroscopaidh tonn sgaoilidh (DWS) a leudaicheas an raon tricead ruigsinneach, a’ glacadh daineamaigs geàrr-ùine gu sònraichte buntainneach do phròiseasan fois WLM. Ann am microreology DWS, thathas a’ cumail sùil air gluasad cuibheasach ceàrnagach probes colloidal leabaithe thar ùine, a’ comasachadh toirt a-mach modalan viscoelastic loidhneach den mheadhan mun cuairt tro cheangal coitcheann Stokes–Einstein. Chan eil feum aig an dòigh seo ach air glè bheag de mheudan sampall agus mar sin tha e buannachdail airson sgrùdadh a dhèanamh air lionntan iom-fhillte le ruigsinneachd stuthan cuibhrichte, me foirmlean stèidhichte air pròtain. Bidh mion-sgrùdadh air dàta < Δr²(t)> thar speactraman tricead farsaing a’ comasachadh tuairmse a dhèanamh air paramadairean micellar leithid meud mogaill, fad entanglement, fad buan-sheasmhachd, agus fad contour. Sheall Amin et al gu bheil measgachaidhean CAPB–SLES a’ gèilleadh ri ro-innsean bho theòiridh Cates, a’ sealltainn àrdachadh follaiseach ann an slaodachd le cur-ris salainn gus an ruig dùmhlachd salainn èiginneach, agus às a sin bidh an slaodachd a’ tuiteam gu h-obann - freagairt àbhaisteach ann an siostaman WLM. Chleachd Xu agus Amin rheometry meacanaigeach agus DWS gus sgrùdadh a dhèanamh air measgachaidhean SLES–CAPB–CCB, a’ nochdadh freagairt reòlais Maxwellian a’ nochdadh cruthachadh WLM entangled, a chaidh a dhearbhadh tuilleadh le paramadairean meanbh-structarail a chaidh a thoirt a-mach bho thomhasan DWS. A’ togail air na modhan-obrach sin, tha an sgrùdadh làithreach ag amalachadh rheometry meacanaigeach agus meanbh-reòlais DWS gus soilleireachadh mar a bhios ath-eagrachaidhean meanbh-structarail a’ stiùireadh giùlan gearraidh measgachaidhean CAPB–SMCT.

Ann an solas iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson riochdairean glanaidh nas ciùine agus nas seasmhaiche, tha rannsachadh surfactants anionach gun sulfate air spionnadh fhaighinn a dh’ aindeoin dùbhlain cruthachaidh. Bidh ailtireachd moileciuil eadar-dhealaichte shiostaman gun sulfate gu tric a’ toirt a-mach pròifilean reòlais eadar-dhealaichte, a’ dèanamh ro-innleachdan àbhaisteach airson àrdachadh slaodachd leithid tro shalainn no tiughad polymeric a’ dèanamh nas iom-fhillte. Mar eisimpleir, rannsaich Yorke et al. roghainnean eile neo-sulfate le bhith a’ sgrùdadh gu siostamach feartan foaming agus reòlais measgachaidhean surfactant dà-chànanach agus trì-chànanach anns a bheil alkyl olefin sulfonate (AOS), alkyl polyglucoside (APG), agus lauryl hydroxysultaine. Sheall co-mheas 1:1 de AOS–sultaine tanachadh-rùsgaidh agus feartan foam coltach ri CAPB–SLES, a’ nochdadh cruthachadh WLM. Rinn Rajput et al. [26] measadh air surfactant anionach gun sulfate eile, sodium cocoyl glycinate (SCGLY), còmhla ri co-surfactants neo-ionach (cocamide diethanolamine agus lauryl glucoside) tro DLS, SANS, agus rheometry. Ged a chruthaich SCGLY leis fhèin micelles cruinn sa mhòr-chuid, leig cur-ris co-surfactant le togail morf-eòlais micellear nas iom-fhillte, a bha fosgailte do mhodúlachadh stèidhichte air pH.

A dh’aindeoin nan adhartasan sin, chan eil mòran rannsachaidhean air fòcas a chuir air feartan reòlais shiostaman seasmhach gun sulfat anns a bheil CAPB agus taurates. Tha an sgrùdadh seo ag amas air a’ bheàrn seo a lìonadh le bhith a’ toirt seachad aon de na ciad chomharran reòlais siostamach den t-siostam dà-chànanach CAPB–SMCT. Le bhith ag atharrachadh co-dhèanamh surfactant, pH, agus neart ianach gu siostamach, tha sinn a’ soilleireachadh nam factaran a tha a’ riaghladh slaodachd sguabaidh agus slaodachd-elasticity. A’ cleachdadh rheometry meacanaigeach agus microrheology DWS, tha sinn a’ tomhas nan ath-eagrachaidhean meanbh-structarail a tha na bunait do ghiùlan sguabaidh measgachaidhean CAPB–SMCT. Tha na co-dhùnaidhean seo a’ soilleireachadh an eadar-chluich eadar pH, co-mheas CAPB–SMCT, agus ìrean ianach ann a bhith a’ brosnachadh no a’ cur bacadh air cruthachadh WLM, agus mar sin a’ tabhann lèirsinn phractaigeach air mar a bhios tu a’ dèanamh freagarrachd air pròifilean reòlais thoraidhean seasmhach stèidhichte air surfactant airson diofar thagraidhean gnìomhachais.