Sorotan
● Rheology campuran surfactant bébas sulfat binér dicirikeun sacara ékspériméntal.
● Pangaruh pH, komposisi jeung konsentrasi ionik ditalungtik sacara sistematis.
● CAPB: SMCT babandingan massa surfactant 1: 0,5 ngawangun viskositas geser maksimum.
● konsentrasi uyah signifikan diperlukeun pikeun ngahontal viskositas geser maksimum.
● panjang kontur Micellar disimpulkeun tina DWS correlates niatna jeung viskositas geser.
Abstrak
Dina ngungudag platform surfaktan bébas sulfat generasi saterusna, karya ayeuna nyadiakeun salah sahiji investigasi rheological sistematis munggaran ngeunaan cai Cocamidopropyl Betaine (CAPB) -Sodium Methyl Cocoyl Taurate (SMCT) campuran sakuliah varying komposisi, pH, jeung kakuatan ionik. Solusi cai CAPB-SMCT (total konsentrasi surfactant aktif 8-12 wt.%) disiapkeun dina sababaraha babandingan beurat surfactant, disaluyukeun jeung pHs 4,5 jeung 5,5, sarta titrated kalawan NaCl. Ukuran geser ajeg tur osilasi diitung viskositas geser makroskopis, sedengkeun diffusing gelombang spéktroskopi (DWS) microrheology nyadiakeun frékuénsi ngumbar viscoelastic moduli jeung ciri skala panjang micellar. Dina kaayaan bébas uyah, formulasi némbongkeun réologi Newtonian kalawan viskositas geser maksimum dina CAPB: rasio beurat SMCT 1: 0,5, indicative of ningkatna cationic-anionic headgroup bridging. Nurunkeun pH tina 5.5 ka 4.5 masihan muatan positip bersih anu langkung ageung dina CAPB, ku kituna ngagedékeun kompleksasi éléktrostatik sareng SMCT anionik sareng ngahasilkeun jaringan micellar anu langkung kuat. Penambahan uyah sistematis ngamodulasi répulsi headgroup-headgroup, nyababkeun évolusi morfologis tina misel diskrit ka agrégat anu manjang, siga cacing. Viskositas nol-geser némbongkeun maxima béda dina babandingan uyah-to-surfaktan kritis (R), panyorot kasaimbangan intricate antara screening ganda-lapisan éléktrostatik jeung elongation micellar. DWS microrheology corroborated observasi makroskopis ieu, unveiling spéktra Maxwellian béda dina R ≥ 1, konsisten jeung mékanisme pegatna-rekombinasi-didominasi reptasi. Utamana, panjang entanglement sareng kegigihan tetep rélatif invarian kalayan kakuatan ionik, sedengkeun panjang kontur nunjukkeun korelasi anu kuat sareng viskositas geser enol. Papanggihan ieu nekenkeun peran kritis elongation micellar jeung sinergi termodinamika dina ngatur viskoelastisitas cairan, nyadiakeun kerangka rékayasa-kinerja tinggi surfaktan bébas sulfat ngaliwatan kontrol tepat dénsitas muatan, komposisi, jeung kaayaan ionik.
Abstrak Grafis
Bubuka
Sistem surfaktan binér cai anu diwangun ku spésiés anu muatanana sabalikna sacara éksténsif dianggo dina seueur séktor industri, kalebet kosmétik, farmasi, agrokimia, sareng industri pangolahan pangan. Nyokot nyebar tina sistem ieu utamana dikaitkeun kana fungsionalitas antarbeungeut sareng rheologis anu unggul, anu ngamungkinkeun kinerja ditingkatkeun dina rupa-rupa formulasi. Majelis diri sinergis surfaktan sapertos sapertos cacing, agrégat kabeungkeut masihan sipat makroskopis anu tiasa diatur, kalebet ningkat viscoelasticity sareng ngirangan tegangan antarmuka. Khususna, kombinasi surfaktan anionik sareng zwitterionik nunjukkeun paningkatan sinergis dina kagiatan permukaan, viskositas, sareng modulasi tegangan antarmuka. Paripolah ieu timbul tina interaksi éléktrostatik jeung sterik inténsif antara grup sirah polar jeung buntut hidrofobik surfaktan, kontras jeung sistem surfaktan tunggal, dimana gaya éléktrostatik repulsive mindeng ngawatesan optimasi kinerja.
Cocamidopropyl betaine (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCN+ (C)CC([O−])=O) nyaéta surfaktan amfotérik anu loba dipaké dina formulasi kosmetik alatan khasiat ngabersihkeun hampang sarta sipat udar rambut. Sifat zwitterionic CAPB ngamungkinkeun sinergi éléktrostatik sareng surfaktan anionik, ningkatkeun stabilitas busa sareng ngamajukeun kinerja formulasi anu unggul. Salila lima dasawarsa katukang, campuran CAPB sareng surfaktan berbasis sulfat, sapertos CAPB-sodium lauryl éter sulfate (SLES), parantos janten dasar dina produk perawatan pribadi. Sanajan kitu, sanajan efektivitas surfaktan basis sulfat, kasalempang poténsi iritasi dermal maranéhanana sarta ayana 1,4-dioxane, produk samping tina prosés ethoxylation, geus didorong minat alternatif bébas sulfat. Calon anu ngajangjikeun kalebet surfaktan dumasar-asam amino, sapertos taurat, sarkosinat, sareng glutamat, anu nunjukkeun biokompatibilitas sareng sipat anu langkung hampang [9]. Sanajan kitu, grup sirah polar rélatif badag tina alternatif ieu mindeng impede formasi struktur micellar kacida entangled, merlukeun pamakéan modifiers rheological.
Natrium métil kokoil taurat (SMCT; SMILES:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) mangrupa surfaktan anionik disintésis salaku uyah natrium ngaliwatan gandeng amida N-methyltaurine (asam 2-methylaminoetanesulfonic) jeung ranté asam lemak turunan kalapa. SMCT gaduh gugus taurin anu aya hubunganana sareng amida sareng gugus sulfonat anionik, ngajantenkeun biodegradable sareng cocog sareng pH kulit, anu nempatkeun éta salaku calon anu ngajangjikeun pikeun formulasi bebas sulfat. Surfaktan Taurate dicirikeun ku detergénsi anu kuat, tahan cai keras, hampang, sareng stabilitas pH anu lega.
Parameter rhéologis, kalebet viskositas geser, modulus viscoelastic, sareng setrés ngahasilkeun, penting dina nangtukeun stabilitas, tékstur, sareng kinerja produk dumasar-surfaktan. Contona, viskositas geser elevated bisa ningkatkeun ingetan substrat, bari stress ngahasilkeun ngatur adherence formulasi kana kulit atawa bulu sanggeus aplikasi. Atribut rhéologis makroskopis ieu dimodulasi ku sababaraha faktor, kalebet konsentrasi surfaktan, pH, suhu, sareng ayana ko-pangleyur atanapi aditif. Surfaktan muatan sabalikna bisa ngalaman transisi mikrostruktural rupa-rupa, mimitian ti misel buleud jeung vesikel nepi ka fase kristalin cair, nu, dina gilirannana, profoundly mangaruhan rheology bulk. Campuran surfaktan amfoterik jeung anionik mindeng ngabentuk micelles wormlike elongated (WLMs), nu sacara signifikan ningkatkeun sipat viscoelastic. Ngarti kana hubungan mikrostruktur-sipat, janten, penting pikeun ngaoptimalkeun kinerja produk.
Seueur studi ékspérimén parantos nalungtik sistem binér analog, sapertos CAPB-SLES, pikeun ngajelaskeun dasar mikrostruktur sipatna. Contona, Mitrinova et al. [13] korelasi ukuran micelle (radius hidrodinamik) jeung viskositas solusi dina CAPB-SLES-ranté sedeng campuran ko-surfaktan maké rheometry jeung scattering cahaya dinamis (DLS). Réométri mékanis masihan wawasan kana évolusi mikrostruktur tina campuran ieu sareng tiasa ditambihan ku mikrorhéologi optik nganggo spéktroskopi gelombang diffusing (DWS) anu ngalegaan domain frekuensi anu tiasa diaksés, nyandak dinamika jangka pondok khususna anu aya hubunganana sareng prosés rélaxasi WLM. Dina mikrorheologi DWS, rata-rata pamindahan kuadrat tina panyilidikan koloid anu dipasang dina waktosna, ngamungkinkeun ékstraksi modulus viscoelastic linier tina médium sakurilingna ngaliwatan hubungan Stokes-Einstein anu digeneralisasi. Téhnik ieu ngan meryogikeun volume sampel anu minimal sahingga nguntungkeun pikeun ngulik cairan kompléks anu kasadiaan bahan kawates, contona formulasi dumasar-protein. Analisis data < Δr²(t)> dina spéktra frékuénsi lega ngagampangkeun estimasi parameter micellar sapertos ukuran bolong, panjang entanglement, panjang kegigihan, sareng panjang kontur. Amin dkk nunjukkeun yén campuran CAPB-SLES saluyu sareng prediksi tina téori Cates, nunjukkeun paningkatan anu nyata dina viskositas sareng tambahan uyah dugi ka konsentrasi uyah kritis, saluareun éta viskositas turun sacara drastis-réspon khas dina sistem WLM Xu sareng Amin ngagunakeun réométri mékanis sareng DWS pikeun nguji réspon entang SLES-CAPB-CCB dina campuran entangeologis SLES-CAPB-CCB. Formasi WLM, anu salajengna dikonfirmasi ku parameter mikrostruktur disimpulkeun tina ukuran DWS. Ngawangun metodologi ieu, ulikan ayeuna ngahijikeun rheométri mékanis sareng mikrorhéologi DWS pikeun ngajelaskeun kumaha reorganisasi mikrostruktur nyababkeun paripolah geser tina campuran CAPB-SMCT.
Kusabab paménta pikeun agén beberesih anu langkung lembut sareng langkung sustainable, eksplorasi surfaktan anionik bébas sulfat parantos kéngingkeun moméntum sanaos tantangan formulasi. Arsitéktur molekular béda tina sistem bébas sulfat mindeng ngahasilkeun propil rheologis divergen, complicating strategi konvensional pikeun ningkatna viskositas kayaning via uyah atawa thickening polimér. Contona, Yorke et al. ngajajah alternatip non-sulfat ku cara nalungtik sacara sistematis sipat berbusa jeung rheologis tina campuran surfaktan binér jeung terner nu ngawengku alkil olefin sulfonat (AOS), alkil polyglucoside (APG), jeung lauril hidroksisultain. Babandingan 1:1 AOS-sultaine nunjukkeun ciri-ciri penipisan geser sareng busa mirip sareng CAPB-SLES, nunjukkeun formasi WLM. Rajput et al. [26] dievaluasi surfaktan anionik bébas sulfat sejen, natrium cocoyl glycinate (SCGLY), barengan ko-surfaktan nonionik (cocamide diethanolamine jeung lauryl glucoside) ngaliwatan DLS, SANS, jeung rheometry. Sanajan SCGLY nyalira ngawangun micelles utamana buleud, tambahan ko-surfaktan sangkan pangwangunan morfologi micellar leuwih intricate, amenable kana pH-disetir modulasi.
Sanajan kamajuan ieu, comparatively sababaraha investigations geus nargétkeun sipat rheological Sistim bébas sulfat sustainable nu ngalibetkeun CAPB na taurat. Ulikan ieu boga tujuan pikeun ngeusian lolongkrang ieu ku cara méré salah sahiji karakterisasi rhéologis sistematis munggaran tina sistem binér CAPB-SMCT. Ku cara ngabedakeun komposisi surfaktan, pH, jeung kakuatan ionik sacara sistematis, urang ngajelaskeun faktor-faktor anu ngatur viskositas geser sareng viskoelastisitas. Ngagunakeun rheometry mékanis jeung microrheology DWS, urang ngitung reorganisasi microstructural kaayaan kabiasaan geser tina campuran CAPB-SMCT. Papanggihan ieu ngajelaskeun interaksi antara pH, rasio CAPB-SMCT, sareng tingkat ionik dina ngamajukeun atanapi ngahambat formasi WLM, ku kituna nawiskeun wawasan praktis pikeun nyaluyukeun profil rhéologis produk dumasar-surfaktan sustainable pikeun aplikasi industri anu rupa-rupa.
waktos pos: Aug-05-2025