Mitä parempi vaahto, sitä parempi dekontaminaatiokyky?
Kuinka paljon tiedämme päivittäin käyttämistämme vaahtoavista puhdistusaineista? Olemmeko koskaan miettineet: mikä on vaahdon rooli hygieniatuotteissa?
Miksi meillä on taipumus valita vaahtoavia tuotteita?
Vertailun ja lajittelun avulla voimme pian seuloa pinta-aktivaattorin, jolla on hyvä vaahtoamiskyky, ja saada myös pinta-aktivaattorin vaahtoamislain: (ps: Koska sama raaka-aine on peräisin eri valmistajilta, sen vaahtoamisominaisuudet ovat myös erilaiset, tässä käytetään eri isoja kirjaimia edustamaan eri raaka-aineita)valmistajat)
① Pinta-aktiivisista aineista natriumlauryyliglutamaatilla on voimakas vaahtoamiskyky ja dinatriumlauryylisulfosukkinaatilla heikko vaahtoamiskyky.
② Useimmilla sulfaattipinta-aktiivisilla aineilla, amfoteerisilla pinta-aktiivisilla aineilla ja ionittomilla pinta-aktiivisilla aineilla on vahva vaahdon stabilointikyky, kun taas aminohappopinta-aktiivisilla aineilla on yleensä heikko vaahdon stabilointikyky. Jos haluat kehittää aminohappopinta-aktiivisia tuotteita, voit harkita amfoteeristen tai ionittomien pinta-aktiivisten aineiden käyttöä, joilla on voimakas vaahtoaminen ja vaahdon stabilointikyky.
Saman pinta-aktiivisen aineen vaahtoamisvoiman ja stabiilin vaahtoamisvoiman kaavio:
Mikä on pinta-aktiivinen aine?
Pinta-aktiivinen aine on yhdiste, jonka molekyylissä on vähintään yksi merkittävä pinta-affiniteettiryhmä (joka takaa sen vesiliukoisuuden useimmissa tapauksissa) ja ei-seksuaalinen ryhmä, johon affiniteetti on vähäinen. Yleisesti käytettyjä pinta-aktiivisia aineita ovat ioniset pinta-aktiiviset aineet (mukaan lukien kationiset pinta-aktiiviset aineet ja anioniset pinta-aktiiviset aineet), ionittomat pinta-aktiiviset aineet ja amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet.
Pinta-aktivaattori on vaahtoavan pesuaineen tärkein ainesosa. Hyvän suorituskyvyn omaavan pinta-aktivaattorin valintaa arvioidaan kahden tekijän, vaahtoamiskyvyn ja rasvanpoistokyvyn, perusteella. Vaahdotuskyvyn mittaamiseen kuuluu kaksi indeksiä: vaahtoamiskyky ja vaahdon stabilointikyky.
Vaahdon ominaisuuksien mittaus
Mitä välitämme kuplista?
Kyse on vain siitä, kupliiko se nopeasti? Onko paljon vaahtoa? Kestääkö kupla?
Näihin kysymyksiin löydämme vastaukset raaka-aineiden määrittämisessä ja seulonnassa.
Testausmenetelmämme pääasiallinen on käyttää olemassa olevia laitteita kansallisen standarditestausmenetelmän – Ross-Miles-menetelmän (Rochen vaahdonmääritysmenetelmä) – mukaisesti tutkiaksemme, määrittääksemme ja seuloaksemme 31 laboratoriossa yleisesti käytetyn pinta-aktiivisen aineen vaahtoamisvoimaa ja vaahdon stabiilisuutta.
Koehenkilöt: 31 laboratorioissa yleisesti käytettyä pinta-aktiivista ainetta
Testikohteet: eri pinta-aktiivisten aineiden vaahtoamisvoima ja vakaa vaahtoamisvoima
Testimenetelmä: Roth-vaahtotesteri; Ohjausmuuttujamenetelmä (tasaväkevä liuos, vakiolämpötila);
Kontrastilajittelu
Tiedonkäsittely: vaahdon korkeuden tallennus eri ajanjaksoina;
Vaahdon korkeus 0 minuutin alussa on pöydän vaahtoamisvoima. Mitä korkeampi korkeus, sitä voimakkaampi vaahtoamisvoima. Vaahdon stabiilisuuden säännöllisyys esitettiin vaahdon korkeuskoostumuskaavioiden muodossa 5 minuutin, 10 minuutin, 30 minuutin, 45 minuutin ja 60 minuutin ajan. Mitä pidempi vaahdon ylläpitoaika, sitä vahvempi vaahdon stabiilius.
Testauksen ja tallennuksen jälkeen sen tiedot näkyvät seuraavasti:
Vertailun ja lajittelun avulla voimme pian seuloa pinta-aktivaattorin, jolla on hyvä vaahtoamiskyky, ja saada myös pinta-aktivaattorin vaahtoamislain: (ps: Koska sama raaka-aine on eri valmistajilta, sen vaahtoamisominaisuudet ovat myös erilaiset, tässä käytetään eri isoja kirjaimia edustamaan eri raaka-ainevalmistajia)
① Pinta-aktiivisista aineista natriumlauryyliglutamaatilla on voimakas vaahtoamiskyky ja dinatriumlauryylisulfosukkinaatilla heikko vaahtoamiskyky.
② Useimmilla sulfaattipinta-aktiivisilla aineilla, amfoteerisilla pinta-aktiivisilla aineilla ja ionittomilla pinta-aktiivisilla aineilla on vahva vaahdon stabilointikyky, kun taas aminohappopinta-aktiivisilla aineilla on yleensä heikko vaahdon stabilointikyky. Jos haluat kehittää aminohappopinta-aktiivisia tuotteita, voit harkita amfoteeristen tai ionittomien pinta-aktiivisten aineiden käyttöä, joilla on voimakas vaahtoaminen ja vaahdon stabilointikyky.
Saman pinta-aktiivisen aineen vaahtoamisvoiman ja stabiilin vaahtoamisvoiman kaavio:
Natriumlauryyliglutamaatti
Ammoniumlauryylisulfaatti
Saman pinta-aktiivisen aineen vaahtoamistehon ja vaahdon stabilointikyvyn välillä ei ole korrelaatiota, ja hyvän vaahtoamiskyvyn omaavan pinta-aktiivisen aineen vaahdon stabilointikyky ei välttämättä ole hyvä.
Eri pinta-aktiivisten aineiden kuplien stabiilisuuden vertailu:
Ps: Suhteellinen muutosnopeus = (vaahdon korkeus 0 minuutissa – vaahdon korkeus 60 minuutissa) / vaahdon korkeus 0 minuutissa
Arviointikriteerit: Mitä suurempi suhteellinen muutosnopeus, sitä heikompi kuplan vakautuskyky
Kupladiagrammin analyysin perusteella voidaan päätellä, että:
① Dinatriumkokkamfoamfodiasetaatilla on vahvin vaahdon stabilointikyky, kun taas lauryylihydroksyylisulfobetainilla on heikoin vaahdon stabilointikyky.
2. Lauryylialkoholisulfaattipinta-aktiivisten aineiden vaahdon stabilointikyky on yleensä hyvä ja aminohappojen anionisten pinta-aktiivisten aineiden vaahdon stabilointikyky on yleensä heikko.
Kaavan suunnittelun viite:
Pinta-aktivaattorin vaahtoamiskyvyn ja vaahdon stabilointikyvyn välillä voidaan päätellä, ettei niiden välillä ole varmaa lainalaisuutta tai korrelaatiota, eli hyvä vaahtoamiskyky ei välttämättä ole sama kuin hyvä vaahdon stabilointikyky. Tämän vuoksi pinta-aktiivisten aineiden raaka-aineiden seulonnassa on otettava huomioon pinta-aktiivisten aineiden erinomainen suorituskyky ja useiden pinta-aktiivisten aineiden kohtuullinen yhdistelmä optimaalisen vaahtoamisen saavuttamiseksi. Samalla se yhdistetään pinta-aktiivisiin aineisiin, joilla on voimakas rasvanpoistokyky, jotta saavutetaan sekä vaahtoamisominaisuuksien että rasvanpoistokyvyn puhdistusvaikutus.
Rasvanpoistotehon testi:
Tavoite: Seuloa pinta-aktivaattoreita, joilla on voimakas tukkoisuutta vähentävä kyky, ja selvittää vaahto-ominaisuuksien ja rasvanpoistotehon välinen suhde analyysin ja vertailun avulla.
Arviointikriteerit: Vertailimme kalvokankaan tahrapikseleiden tietoja ennen pinta-aktivaattoridekontaminaatiota ja sen jälkeen, laskimme matka-arvon ja muodostimme rasvanpoistotehoindeksin. Mitä korkeampi indeksi, sitä suurempi rasvanpoistoteho.
Yllä olevista tiedoista voidaan nähdä, että määritellyissä olosuhteissa vahva rasvanpoistoteho on ammoniumlauryylisulfaatti ja heikko rasvanpoistoteho on kaksi CMEA:ta;
Yllä olevista testitiedoista voidaan päätellä, ettei pinta-aktiivisen aineen vaahtoamisominaisuuksien ja sen rasvanpoistokyvyn välillä ole suoraa korrelaatiota. Esimerkiksi ammoniumlauryylisulfaatin, jolla on voimakas rasvanpoistokyky, vaahtoamiskyky ei ole hyvä. C14-16-olefiininatriumsulfonaatin, jolla on heikko rasvanpoistokyky, vaahtoamiskyky on kuitenkin eturintamassa.
Miksi siis hiuksesi vaahtoavat vähemmän, mitä rasvaisemmat ne ovat? (Kun käytät samaa shampoota.)
Itse asiassa tämä on yleismaailmallinen ilmiö. Kun peset hiuksesi, joissa on rasvaisempia hiuksia, vaahto vähenee nopeammin. Tarkoittaako tämä, että vaahdon teho on huonompi? Toisin sanoen, mitä parempi vaahdon teho, sitä parempi rasvanpoistokyky?
Kokeesta saatujen tietojen perusteella tiedämme jo, että vaahdon määrä ja vaahdon kestävyys määräytyvät pinta-aktiivisen aineen itsensä vaahto-ominaisuuksien eli vaahtoamisominaisuuksien ja vaahdon stabilointiominaisuuksien perusteella. Pinta-aktiivisen aineen itsensä puhdistuskyky ei heikkene vaahdon vähenemisestä. Tämä seikka on myös todistettu, kun olemme saaneet valmiiksi pinta-aktiivisen aineen rasvanpoistokyvyn määrityksen: hyvät vaahto-ominaisuudet omaavalla pinta-aktiivisella aineella ei välttämättä ole hyvää rasvanpoistotehoa, ja päinvastoin.
Lisäksi voimme osoittaa, ettei vaahdon ja pinta-aktiivisten aineiden rasvanpoiston välillä ole suoraa korrelaatiota niiden erilaisten toimintaperiaatteiden perusteella.
Pinta-aktiivisen vaahdon toiminta:
Vaahto on tietyissä olosuhteissa pinta-aktiivinen aine, jonka päätehtävänä on tehdä puhdistusprosessista mukava ja miellyttävä kokemus. Öljyn puhdistuksella on myös aputehtävä, jotta öljy ei helposti kerrostu uudelleen vaahdon vaikutuksesta ja se on helpommin pestävissä pois.
Pinta-aktiivisen aineen vaahtoamisen ja rasvanpoiston periaate:
Pinta-aktiivisen aineen puhdistusteho johtuu sen kyvystä vähentää öljy-vesi-rajapintajännitystä (rasvanpoisto) pikemminkin kuin sen kyvystä vähentää veden-ilma-rajapintajännitystä (vaahtoaminen).
Kuten artikkelin alussa mainitsimme, pinta-aktiiviset aineet ovat amfifiilisiä molekyylejä, joista toinen on hydrofiilinen ja toinen hydrofiilinen. Siksi pieninä pitoisuuksina pinta-aktiivinen aine pyrkii jäämään veden pinnalle lipofiilinen (vettä vihaava) pää ulospäin peittäen ensin veden pinnan eli vesi-ilma-rajapinnan ja siten vähentäen jännitystä tässä rajapinnassa.
Kuitenkin, kun pitoisuus ylittää tietyn pisteen, pinta-aktiivinen aine alkaa kasaantua muodostaen misellejä, eikä rajapintajännitys enää laske. Tätä pitoisuutta kutsutaan kriittiseksi misellipitoisuudeksi.
Pinta-aktiivisten aineiden vaahtoamiskyky on hyvä, mikä osoittaa niiden kyvyn vähentää veden ja ilman välistä rajapintajännitystä. Rajapintajännityksen alenemisen seurauksena nesteellä on taipumus tuottaa enemmän pintoja (kuplien joukon kokonaispinta-ala on paljon suurempi kuin tyynen veden).
Pinta-aktiivisen aineen puhdistusteho perustuu sen kykyyn kostuttaa tahran pinta ja emulgoida se eli "peittää" öljy ja antaa sen emulgoitua ja huuhtoutua pois vedellä.
Siksi pinta-aktiivisen aineen puhdistuskyky liittyy sen kykyyn aktivoida öljy-vesi-rajapinta, kun taas vaahtoamiskyky edustaa vain sen kykyä aktivoida vesi-ilma-rajapinta, eivätkä nämä kaksi ole täysin yhteydessä toisiinsa. Lisäksi on olemassa monia vaahtoamattomia puhdistusaineita, kuten jokapäiväisessä elämässämme yleisesti käytetty meikinpoistoaine ja meikinpoistoöljy, joilla on myös vahva puhdistuskyky, mutta ne eivät vaahtoa, ja on selvää, että vaahto ja puhdistus eivät ole sama asia.
Määrittämällä ja seulomalla eri pinta-aktiivisten aineiden vaahtoamisominaisuudet voimme selvästi löytää pinta-aktiivisen aineen, jolla on erinomaiset vaahtoamisominaisuudet. Sitten pinta-aktiivisen aineen rasvanpoistokyvyn määrittämisen ja sekvensoinnin avulla voimme poistaa pinta-aktiivisen aineen saastumiskyvyn. Tämän sijoittelun jälkeen voimme hyödyntää täysimääräisesti eri pinta-aktiivisten aineiden etuja, tehdä pinta-aktiivisista aineista täydellisempiä ja paremman suorituskyvyn sekä saavuttaa erinomaisen puhdistustehon ja käyttökokemuksen. Lisäksi pinta-aktiivisen aineen toimintaperiaatteesta ymmärrämme, että vaahtoaminen ei liity suoraan puhdistustehoon, ja tämä tieto voi auttaa meitä omaan harkintakykyymme ja tietoon shampoota käytettäessä, jotta voimme valita itsellemme sopivan tuotteen.