Чим краща піна, тим краща дезактиваційна здатність?

Скільки ми знаємо про пінисті засоби для чищення, які використовуємо щодня? Чи замислювалися ми коли-небудь: яка роль піни в туалетних приналежностях?

Чому ми схильні вибирати пінисті продукти?

 

 
 
Шляхом порівняння та сортування ми можемо швидко відсіяти поверхневий активатор з хорошою піноутворюючою здатністю, а також отримати закон піноутворення поверхневого активатора: (до речі: оскільки одна й та сама сировина походить від різних виробників, її піноутворювальні властивості також відрізняються, тут використовуються різні великі літери для позначення різної сировинивиробники)

①Серед поверхнево-активних речовин лаурилглутамат натрію має сильну піноутворюючу здатність, а динатрію лаурилсульфосукцинат — слабку.

② Більшість сульфатних поверхнево-активних речовин, амфотерних поверхнево-активних речовин та неіоногенних поверхнево-активних речовин мають сильну здатність стабілізувати піну, тоді як амінокислотні поверхнево-активні речовини зазвичай мають слабку здатність стабілізувати піну. Якщо ви хочете розробити продукти на основі амінокислотних поверхнево-активних речовин, ви можете розглянути використання амфотерних або неіоногенних поверхнево-активних речовин із сильною здатністю до піноутворення та стабілізації піни.

Діаграма сили піноутворення та стабільної сили піноутворення тієї ж поверхнево-активної речовини:

 
Що таке поверхнево-активна речовина?

Поверхнево-активна речовина (ПАР) – це сполука, яка містить у своїй молекулі принаймні одну значну групу поверхневої спорідненості (щоб гарантувати її розчинність у воді в більшості випадків) та нестатеву групу, до якої спорідненість незначна. Зазвичай використовуються такі ПАР: іонні ПАР (включаючи катіонні ПАР та аніонні ПАР), неіонні ПАР, амфотерні ПАР.
Поверхневий активатор є ключовим інгредієнтом піноутворюючого мийного засобу. Вибір поверхневого активатора з хорошою продуктивністю оцінюється за двома показниками: піноутворенням та знежирювальною здатністю. Серед них вимірювання піноутворення включає два показники: піноутворення та стабілізацію піни.

Вимірювання властивостей піни

Яке нам діло до бульбашок?

Просто питання: чи швидко воно пузириться? Чи багато піни? Чи довго триватиме пузиріння?
На ці питання ми знайдемо відповіді під час визначення та відбору сировини.
Основним методом наших випробувань є використання існуючого обладнання відповідно до національного стандартного методу випробувань – методу Росса-Майлза (метод визначення піни Роша) для вивчення, визначення та скринінгу сили піноутворення та стійкості піни 31 поверхнево-активної речовини, що зазвичай використовуються в лабораторії.
Суб'єкти дослідження: 31 поверхнево-активна речовина, що зазвичай використовується в лабораторіях
Тестові елементи: сила піноутворення та стабільна сила піноутворення різних поверхнево-активних речовин
Метод випробування: пінотестер Рота; метод контрольних змінних (розчин однакової концентрації, постійна температура);
Сортування контрастом
Обробка даних: запис висоти піни в різні періоди часу;
Висота піни на початку 0 хв – це сила піноутворення таблиці, чим вища висота, тим сильніша сила піноутворення; Закономірність стабільності піни була представлена ​​у вигляді діаграм складу висоти піни для 5 хв, 10 хв, 30 хв, 45 хв та 60 хв. Чим довший час підтримки піни, тим сильніша стабільність піни.
Після тестування та запису його дані відображаються наступним чином:
 

 
Шляхом порівняння та сортування ми можемо швидко відсіяти поверхневий активатор з хорошою піноутворюючою здатністю, а також отримати закон піноутворення поверхневого активатора: (до речі: оскільки одна й та сама сировина походить від різних виробників, її піноутворювальні властивості також відрізняються, тут використовуються різні великі літери для позначення різних виробників сировини)

① Серед поверхнево-активних речовин лаурилглутамат натрію має сильну піноутворюючу здатність, а динатрію лаурилсульфосукцинат — слабку.

② Більшість сульфатних поверхнево-активних речовин, амфотерних поверхнево-активних речовин та неіоногенних поверхнево-активних речовин мають сильну здатність стабілізувати піну, тоді як амінокислотні поверхнево-активні речовини зазвичай мають слабку здатність стабілізувати піну. Якщо ви хочете розробити продукти на основі амінокислотних поверхнево-активних речовин, ви можете розглянути використання амфотерних або неіоногенних поверхнево-активних речовин із сильною здатністю до піноутворення та стабілізації піни.
 
Діаграма сили піноутворення та стабільної сили піноутворення тієї ж поверхнево-активної речовини:
 

Лаурилглутамат натрію

Лаурилсульфат амонію

Немає кореляції між піноутворювальною здатністю та піностабілізаційною здатністю тієї ж поверхнево-активної речовини, і піностабілізаційна здатність поверхнево-активної речовини з хорошою піноутворювальною здатністю може бути поганою.
Порівняння стабільності бульбашок різних поверхнево-активних речовин:

 
Ps: Відносна швидкість зміни = (висота піни за 0 хв – висота піни за 60 хв)/висота піни за 0 хв
Критерії оцінки: Чим більша відносна швидкість змін, тим слабша здатність до стабілізації бульбашок
Аналізуючи бульбашкову діаграму, можна зробити висновок, що:

① Динатрій кокамфоамфодіацетат має найсильнішу здатність до стабілізації піни, тоді як лаурил гідроксисульфобетаїн має найслабшу здатність до стабілізації піни.

② Здатність поверхнево-активних речовин на основі лаурилового спирту сульфату до стабілізації піни загалом добра, а здатність аніонних поверхнево-активних речовин на основі амінокислот до стабілізації піни загалом погана;

Посилання на розробку формули:

З характеристик піноутворення та стабілізації піни поверхневого активатора можна зробити висновок, що між ними немає певного закону та кореляції, тобто хороша піноутворення не обов'язково є хорошою стабілізацією піни. Це змушує нас під час скринінгу сировини для поверхнево-активних речовин враховувати відмінні характеристики поверхнево-активних речовин, розумно поєднуючи різні поверхнево-активні речовини, щоб отримати оптимальну піноутворювальну здатність. Водночас, їх поєднання з поверхнево-активними речовинами з сильною знежирювальною здатністю дозволяє досягти очищувального ефекту, який поєднує як піноутворення, так і знежирювальну здатність.

Випробування на знежирювальну здатність:

Мета: Провести скринінг поверхневих активаторів із сильною деконгестантною здатністю та з'ясувати взаємозв'язок між властивостями піни та знежирювальною здатністю шляхом аналізу та порівняння.
Критерії оцінювання: Ми порівняли дані про пікселі плями плівкової тканини до та після деконтамінації поверхневим активатором, розрахували значення переміщення та сформували індекс знежирювальної здатності. Чим вищий індекс, тим сильніша знежирювальна здатність.
 

 
З наведених вище даних видно, що за заданих умов сильну знежирювальну здатність має лаурилсульфат амонію, а слабку знежирювальну здатність — два CMEA;
З наведених вище даних випробувань можна зробити висновок, що немає прямої кореляції між піноутворюючими властивостями поверхнево-активної речовини та її знежирювальною здатністю. Наприклад, піноутворювальні властивості лаурилсульфату амонію з високою знежирювальною здатністю погані. Однак піноутворювальні властивості олефіну натрію сульфонату C14-16, який має низьку знежирювальну здатність, є найкращими.
 

То чому ж, чим жирніше волосся, тим менше воно піниться? (При використанні одного й того ж шампуню).

Насправді, це універсальне явище. Коли ви миєте волосся жирнішим, піна зменшується швидше. Чи означає це, що піноутворення гірше? Іншими словами, чим краща піноутворення, тим краща знежирювальна здатність?
З даних, отриманих в результаті експерименту, ми вже знаємо, що кількість піни та її довговічність визначаються властивостями піни самої поверхнево-активної речовини, тобто її піноутворювальними властивостями та властивостями стабілізації піни. Здатність самої поверхнево-активної речовини до дезактивації не буде послаблена зменшенням піни. Цей момент також був доведений, коли ми завершили визначення знежирювальної здатності поверхневого активатора, поверхневий активатор з хорошими піноутворювальними властивостями може не мати хорошої знежирювальної здатності, і навпаки.
 
Крім того, ми також можемо довести, що немає прямого зв'язку між піною та знежиренням поверхнево-активними речовинами, враховуючи різні принципи роботи цих двох речовин.
 
Функція піни поверхнево-активної речовини:

Піна є формою поверхнево-активної речовини, яка за певних умов діє як засіб, що забезпечує комфортний та приємний процес очищення, а подальше очищення від олії відіграє допоміжну роль, завдяки чому олія не осідає знову під дією піни та легше змивається.
 
Принцип спінювання та знежирення поверхнево-активної речовини:
Миюча здатність поверхнево-активної речовини полягає в її здатності знижувати міжфазний натяг між маслом і водою (знежирення), а не в її здатності знижувати міжфазний натяг між водою та повітрям (піноутворення).
Як ми згадували на початку цієї статті, поверхнево-активні речовини – це амфіфільні молекули, одна з яких гідрофільна, а інша – гідрофільна. Тому за низьких концентрацій поверхнево-активна речовина прагне залишатися на поверхні води, при цьому ліпофільний (водонаненавидний) кінець звернений назовні, спочатку покриваючи поверхню води, тобто межу вода-повітря, і таким чином зменшуючи натяг на цій межі розділу.

Однак, коли концентрація перевищує певну точку, поверхнево-активна речовина починає скупчуватися, утворюючи міцели, і міжфазний натяг більше не знижується. Ця концентрація називається критичною концентрацією міцел.
 

 
Піноутворююча здатність поверхнево-активних речовин є хорошою, що свідчить про їхню сильну здатність знижувати міжфазний натяг між водою та повітрям, і результатом зниження міжфазного натягу є те, що рідина, як правило, утворює більше поверхонь (загальна площа поверхні скупчення бульбашок набагато більша, ніж у спокійної води).
Деконтамінуюча здатність поверхнево-активної речовини полягає в її здатності змочувати поверхню плями та емульгувати її, тобто «покривати» олію та дозволяти їй емульгуватися та змиватися водою.
 
Отже, дезактивуюча здатність поверхнево-активної речовини пов'язана з її здатністю активувати межу розділу олія-вода, тоді як піноутворююча здатність відображає лише її здатність активувати межу розділу вода-повітря, і ці два поняття не є повністю пов'язаними. Крім того, існує також багато непінних очищувачів, таких як засіб для зняття макіяжу та олія для зняття макіяжу, які зазвичай використовуються в нашому повсякденному житті, які також мають сильну дезактивуючу здатність, але не утворюють піни, і очевидно, що піна та дезактивація - це не одне й те саме.
 
Шляхом визначення та скринінгу властивостей піни різних поверхнево-активних речовин, ми можемо чітко отримати поверхнево-активні речовини з покращеними властивостями піни, а потім шляхом визначення та секвенування знежирювальної здатності поверхнево-активних речовин, ми повинні усунути їх здатність забруднювати. Після цього поєднання, ми повністю використовуємо переваги різних поверхнево-активних речовин, робимо поверхнево-активні речовини більш повними та чудовими, а також отримуємо чудовий ефект очищення та досвід використання. Крім того, ми також розуміємо з принципу роботи поверхнево-активних речовин, що піна не безпосередньо пов'язана з очищувальною здатністю, і ці знання можуть допомогти нам мати власне судження та знання при використанні шампуню, щоб вибрати продукт, який підходить саме нам.