Karakterizasyon dinamik reyolojik melanj tensioaktif san silfat kokamidopropil betain-sodyòm metil kokoil taurat atravè konpozisyon, pH, ak kondisyon iyonik.

Entwodiksyon

Sistèm surfactants binè akeuz ki gen espès chaje opoze yo lajman itilize nan plizyè sektè endistriyèl, tankou pwodui kosmetik, famasetik, agrochimik, ak endistri pwosesis manje. Adopsyon laj sistèm sa yo atribiye prensipalman a fonksyonalite entèfasyal ak reyolojik siperyè yo, ki pèmèt pèfòmans amelyore nan divès fòmilasyon. Oto-asanblaj sinèjik surfactants sa yo nan agregasyon ki sanble ak vè, ki mele, bay pwopriyete makroskopik trè reglabl, tankou ogmantasyon viskoelastisite ak rediksyon tansyon entèfasyal. An patikilye, konbinezon surfactants anyonik ak zwitterionik montre amelyorasyon sinèjik nan aktivite sifas, viskozite, ak modilasyon tansyon entèfasyal. Konpòtman sa yo soti nan entèraksyon elektwostatik ak esterik entansifye ant gwoup tèt polè yo ak ke idrofob surfactants yo, kontrèman ak sistèm yon sèl surfactant, kote fòs elektwostatik repouse souvan limite optimize pèfòmans.

Kokamidopropil betayin (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCCN+ (C)CC([O−])=O) se yon surfactant anfotè ki lajman itilize nan fòmilasyon kosmetik akòz efikasite netwayaj dou li yo ak pwopriyete kondisyone cheve. Natirèl zwitterionik CAPB a pèmèt sinèji elektwostatik ak surfactants anyonik, amelyore estabilite kim epi ankouraje pèfòmans siperyè fòmilasyon an. Pandan senk dènye deseni yo, melanj CAPB ak surfactants ki baze sou silfat, tankou CAPB–sodyòm lauril etè silfat (SLES), te vin fondamantal nan pwodui swen pèsonèl. Sepandan, malgre efikasite surfactants ki baze sou silfat yo, enkyetid konsènan potansyèl iritasyon dèrmik yo ak prezans 1,4-dioksan, yon soupwodwi nan pwosesis etoksilasyon an, te pouse enterè nan altènativ san silfat. Kandida pwomèt yo enkli surfactants ki baze sou asid amine, tankou taurat, sarkosinat, ak glutamat, ki montre yon biokonpatibilite amelyore ak pwopriyete ki pi dou [9]. Sepandan, gwoup tèt polè relativman gwo nan altènativ sa yo souvan anpeche fòmasyon estrikti miselè ki trè anmele, sa ki nesesite itilizasyon modifikatè reyolojik.

Metil kokoil taurat sodyòm (SMCT; SMILES:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) se yon surfactant anyonik sentetize kòm yon sèl sodyòm atravè kouplaj amid N-metiltaurin (asid 2-metilaminoetansilfonik) ak yon chèn asid gra ki sòti nan kokoye. SMCT posede yon gwoup tèt taurin ki lye ak amid ansanm ak yon gwoup sulfonat fòtman anyonik, sa ki fè li biodégradab e konpatib ak pH po a, ki pozisyone li kòm yon kandida pwomèt pou fòmilasyon san silfat. Surfactants taurat yo karakterize pa detèjans puisan yo, rezistans dlo di, dousè, ak estabilite pH laj.

Paramèt reyolojik yo, tankou viskozite tayisman, modil viskoelastik, ak tansyon sede, enpòtan anpil pou detèmine estabilite, teksti, ak pèfòmans pwodwi ki baze sou tensioaktif. Pa egzanp, yon viskozite tayisman ki wo ka amelyore retansyon substrati a, alòske tansyon sede a gouvène adezyon fòmilasyon an sou po oswa cheve apre aplikasyon an. Atribi reyolojik makroskopik sa yo module pa plizyè faktè, tankou konsantrasyon tensioaktif, pH, tanperati, ak prezans ko-solvan oswa aditif. Tensioaktif ki chaje opoze ka sibi divès tranzisyon mikwoestriktirèl, sòti nan misel ak vesikil esferik rive nan faz kristalin likid, ki, an vire, afekte pwofondman reyoloji an jeneral. Melanj tensioaktif anfotè ak anyonik souvan fòme misel ki sanble ak vè (WLM) ki long, ki amelyore pwopriyete viskoelastik yo anpil. Se poutèt sa, konprann relasyon mikwoestrikti-pwopriyete yo enpòtan anpil pou optimize pèfòmans pwodwi a.

Anpil etid eksperimantal te envestige sistèm binè analòg, tankou CAPB-SLES, pou klarifye baz mikwostriktirèl pwopriyete yo. Pa egzanp, Mitrinova et al. [13] te korele gwosè misel (reyon idrodinamik) ak viskozite solisyon nan melanj ko-tensioaktif CAPB-SLES-medyòm-chèn lè l sèvi avèk reometri ak difizyon limyè dinamik (DLS). Reometri mekanik bay enfòmasyon sou evolisyon mikwostriktirèl melanj sa yo epi li ka ogmante pa mikworeoloji optik lè l sèvi avèk spektroskopi ond difize (DWS) ki pwolonje domèn frekans aksesib la, kaptire dinamik kout tan patikilyèman enpòtan pou pwosesis relaksasyon WLM. Nan mikworeoloji DWS, deplasman kare mwayèn sond koloidal entegre yo swiv sou tan, sa ki pèmèt ekstraksyon modil viskoelastik lineyè nan medyòm ki antoure a atravè relasyon Stokes-Einstein jeneralize a. Teknik sa a mande sèlman volim echantiyon minimòm e konsa avantaje pou etidye likid konplèks ak disponiblite materyèl limite, pa egzanp fòmilasyon ki baze sou pwoteyin. Analiz done < Δr²(t)> atravè spectre frekans laj fasilite estimasyon paramèt misèl tankou gwosè may, longè antangleman, longè pèsistans, ak longè kontou. Amin et al demontre ke melanj CAPB-SLES yo konfòm ak prediksyon teyori Cates la, ki montre yon ogmantasyon pwononse nan viskozite ak adisyon sèl jiskaske yon konsantrasyon sèl kritik, pi lwen pase ki viskozite a desann rapidman—yon repons tipik nan sistèm WLM yo. Xu ak Amin te itilize reometri mekanik ak DWS pou egzamine melanj SLES-CAPB-CCB yo, revele yon repons reolojik Maxwellian ki endike fòmasyon WLM antangle, ki te plis konfime pa paramèt mikwoestriktirèl yo dedwi nan mezi DWS yo. Baze sou metodoloji sa yo, etid aktyèl la entegre reometri mekanik ak mikwoeoloji DWS pou klarifye kijan reorganizasyon mikwoestriktirèl yo kondwi konpòtman tayisman melanj CAPB-SMCT yo.

Nan limyè demann k ap ogmante pou ajan netwayaj ki pi dou e ki pi dirab, eksplorasyon tensioaktif anyonik san silfat te pran momantòm malgre defi fòmilasyon yo. Achitekti molekilè diferan sistèm san silfat yo souvan bay pwofil reyolojik divèjan, sa ki konplike estrateji konvansyonèl pou amelyorasyon viskozite tankou atravè sèl oswa epesman polimerik. Pa egzanp, Yorke et al. te eksplore altènativ ki pa silfat lè yo te envestige sistematikman pwopriyete kimen ak reyolojik melanj tensioaktif binè ak tenè ki prezante alkil olefin sulfonat (AOS), alkil poliglukozid (APG), ak lauril idroksisultain. Yon rapò 1:1 AOS-sultain te montre yon eklèsi tayisman ak karakteristik kimen ki sanble ak CAPB-SLES, sa ki endike fòmasyon WLM. Rajput et al. [26] te evalye yon lòt tensioaktif anyonik san silfat, sodyòm kokoil glisinat (SCGLY), ansanm ak ko-tensioaktif nonyonik (kokamid dyetanolamin ak lauril glukozid) atravè DLS, SANS, ak reometri. Malgre ke SCGLY pou kont li te fòme misèl prensipalman esferik, adisyon ko-tensioaktif la te pèmèt konstriksyon mòfoloji miselè ki pi konplèks, ki ka sibi modilasyon ki baze sou pH.

Malgre pwogrè sa yo, relativman kèk envestigasyon ki te vize pwopriyete reyolojik sistèm dirab san silfat ki enplike CAPB ak taurat. Etid sa a gen pou objaktif pou ranpli espas sa a lè li bay youn nan premye karakterizasyon reyolojik sistematik sistèm binè CAPB-SMCT la. Lè nou varye sistematikman konpozisyon surfactants, pH, ak fòs iyonik, nou klarifye faktè ki gouvène viskozite tayisman ak viskoelastisite. Lè nou itilize reometri mekanik ak mikworeoloji DWS, nou mezire reorganizasyon mikwoestriktirèl ki kache dèyè konpòtman tayisman melanj CAPB-SMCT yo. Rezilta sa yo klarifye entèraksyon ki genyen ant pH, rapò CAPB-SMCT, ak nivo iyonik nan pwomosyon oswa inibisyon fòmasyon WLM, kidonk ofri apèsi pratik sou adapte pwofil reyolojik pwodwi dirab ki baze sou surfactants pou divès aplikasyon endistriyèl.