Сусабын - адамдардың күнделікті өмірінде бас терісі мен шаштан кірді кетіру және бас терісі мен шашты таза ұстау үшін қолданылатын өнім. Сусабынның негізгі ингредиенттері - беттік-белсенді заттар (беттік-белсенді заттар деп аталады), қоюландырғыштар, кондиционерлер, консерванттар және т.б. Ең маңызды ингредиент - беттік-белсенді заттар. Беттік-белсенді заттардың функцияларына тек тазарту, көбіктену, реологиялық мінез-құлықты бақылау және терінің жұмсақтығын сақтау ғана емес, сонымен қатар катиондық флокуляцияда маңызды рөл атқарады. Катиондық полимер шашқа тұндырылуы мүмкін болғандықтан, бұл процесс беттік белсенділікпен тығыз байланысты, ал беттік белсенділік басқа пайдалы компоненттердің (мысалы, силикон эмульсиясы, қайызғаққа қарсы белсенді заттар) тұндырылуына да көмектеседі. Беттік-белсенді зат жүйесін өзгерту немесе электролит деңгейлерін өзгерту әрқашан сусабындағы кондиционерлеуші полимер әсерлерінің тізбекті реакциясын тудырады.
1.SLES кестесінің қызметі
SLS жақсы ылғалдандыратын әсерге ие, бай көбік түзе алады және тез көбік түзуге бейім. Дегенмен, ол ақуыздармен күшті әрекеттеседі және теріні қатты тітіркендіреді, сондықтан ол негізгі беттік белсенділік ретінде сирек қолданылады. Сусабындардың қазіргі негізгі белсенді ингредиенті - SLES. SLES-тің тері мен шашқа адсорбциялық әсері сәйкес SLS-ке қарағанда әлдеқайда төмен. Этоксилдену дәрежесі жоғары SLES өнімдерінде іс жүзінде адсорбциялық әсер болмайды. Сонымен қатар, SLES көбігі жақсы тұрақтылыққа және қатты суға төзімділікке ие. Тері, әсіресе шырышты қабық, SLS-ке қарағанда SLES-ке әлдеқайда төзімді. Натрий лаурет сульфаты және аммоний лаурет сульфаты - нарықта ең көп қолданылатын екі SLES беттік белсенді заттары. Лонг Жике және басқалардың зерттеулері лаурет сульфат аминінің көбік тұтқырлығы жоғары, көбіктің тұрақтылығы жақсы, көбіктену көлемі орташа, жуғыш зат жақсы және жуғаннан кейін шаш жұмсақ болатынын, бірақ лаурет сульфаты аммоний тұзы Аммиак газы сілтілік жағдайда диссоциацияланатынын анықтады, сондықтан кеңірек рН диапазонын қажет ететін натрий лаурет сульфаты кеңінен қолданылады, бірақ ол аммоний тұздарына қарағанда тітіркендіргіш әсер етеді. SLES этокси бірліктерінің саны әдетте 1-ден 5 бірлікке дейін болады. Этокси топтарын қосу сульфатты беттік белсенді заттардың критикалық мицелла концентрациясын (CMC) төмендетеді. CMC-нің ең үлкен төмендеуі тек бір этокси тобын қосқаннан кейін болады, ал 2-ден 4-ке дейінгі этокси тобын қосқаннан кейін төмендеу әлдеқайда төмен. Этокси бірліктері артқан сайын AES-тің терімен үйлесімділігі жақсарады және шамамен 10 этокси бірлігі бар SLES-те терінің тітіркенуі байқалмайды. Дегенмен, этокси топтарын енгізу беттік белсенді заттың ерігіштігін арттырады, бұл тұтқырлықтың қалыптасуына кедергі келтіреді, сондықтан тепе-теңдікті табу қажет. Көптеген коммерциялық сусабындар құрамында орта есеппен 1-ден 3-ке дейін этокси бірлігі бар SLES пайдаланады.
Қорытындылай келе, SLES сусабын құрамындағы өнімдердің бағасы жағынан тиімді. Ол тек қана қалың көбікті, қатты суға төзімді, қоюлануы оңай және катионды флокуляциясы жылдам, сондықтан ол қазіргі сусабындардағы негізгі беттік белсенді зат болып табылады.
2. Аминқышқылдық беттік белсенді заттар
Соңғы жылдары SLES құрамында диоксан болғандықтан, тұтынушылар аминқышқылдық беттік-белсенді жүйелер, алкилгликозидті беттік-белсенді жүйелер және т.б. сияқты жұмсақ беттік-белсенді жүйелерге бет бұрды.
Аминқышқылдық беттік белсенді заттар негізінен ацилглутамат, N-ацил саркозинат, N-метилацил таурат және т.б. болып бөлінеді.
2.1 Ацил глутаматы
Ацил глутаматы моносодий тұздары және динатрий тұздары болып бөлінеді. Мононатрий тұздарының сулы ерітіндісі қышқылды, ал динатрий тұздарының сулы ерітіндісі сілтілі. Ацил глутамат беттік-белсенді зат жүйесі SLES-ке қарағанда жақсы немесе ұқсас, тиісті көбіктену қабілетіне, ылғалдандыру және жуу қасиеттеріне және қатты суға төзімділікке ие. Ол өте қауіпсіз, терінің жедел тітіркенуін және сезімталдығын тудырмайды және фотоуыттылығы төмен. Көздің шырышты қабығының бір реттік тітіркенуі жеңіл, ал зақымдалған терінің тітіркенуі (массалық үлесі 5% ерітінді) судың тітіркенуіне жақын. Ацил глутаматы - динатрий кокоил глутаматы. Динатрий кокоил глутаматы ацилхлоридтен кейін өте қауіпсіз табиғи кокос қышқылынан және глутамин қышқылынан жасалған. Ли Цян және т.б. «Силиконсыз сусабындарда динатрий кокоил глутаматын қолдануды зерттеу» еңбегінде SLES жүйесіне динатрий кокоил глутаматын қосу жүйенің көбіктену қабілетін жақсартып, SLES тәрізді симптомдарды азайта алатыны анықталды. Сусабынның тітіркенуі. Сұйылту коэффициенті 10 есе, 20 есе, 30 есе және 50 есе болғанда, динатрий кокоил глутаматы жүйенің флокуляция жылдамдығы мен қарқындылығына әсер еткен жоқ. Сұйылту коэффициенті 70 есе немесе 100 есе болғанда, флокуляция әсері жақсырақ, бірақ қоюлану қиынырақ. Себебі, динатрий кокоил глутаматы молекуласында екі карбоксил тобы бар және гидрофильді бас тобы шекарада ұсталады. Үлкен аумақ кішірек маңызды тығыздау параметріне әкеледі, ал беттік белсенді зат сфералық пішінге оңай агрегацияланады, бұл құрт тәрізді мицеллалардың түзілуін қиындатады, бұл қоюлануды қиындатады.
2.2 N-ацил саркозинаты
N-ацил саркозинаты бейтараптан әлсіз қышқылға дейінгі диапазонда ылғалдандыру әсеріне ие, күшті көбіктену және тұрақтандыру әсеріне ие және қатты су мен электролиттерге жоғары төзімділікке ие. Ең өкілі - натрий лауроил саркозинаты. Натрий лауроил саркозинаты тамаша тазарту әсеріне ие. Бұл лавр қышқылы мен натрий саркозинатының табиғи көздерінен фтализдену, конденсация, қышқылдандыру және тұз түзілуінің төрт сатылы реакциясы арқылы дайындалған аминқышқылы типті анионды беттік белсенді зат. Натрий лауроил саркозинатының көбіктену өнімділігі, көбік көлемі және көбіктену өнімділігі тұрғысынан өнімділігі натрий лаурет сульфатына жақын. Дегенмен, бірдей катионды полимері бар сусабын жүйесінде екеуінің флокуляция қисықтары айқын айырмашылыққа ие. Көбіктену және үйкелеу кезеңінде аминқышқылы жүйесі сульфат жүйесіне қарағанда үйкелу тайғақтығы төмен; жуу кезеңінде жуу тайғақтығы ғана емес, сонымен қатар аминқышқылдық сусабынның жуу жылдамдығы сульфаттық сусабынға қарағанда төмен. Ван Куан және т.б. натрий лауроил саркозинатының қосылыс жүйесі мен иондық емес, аниондық және цвиттериондық беттік белсенді заттардың бар екенін анықтады. Беттік белсенді заттардың мөлшері мен қатынасы сияқты параметрлерді өзгерту арқылы екілік қосылыс жүйелері үшін аз мөлшерде алкил гликозидтері синергетикалық қоюлануға қол жеткізе алатыны анықталды; ал үштік қосылыс жүйелерінде бұл қатынас жүйенің тұтқырлығына үлкен әсер етеді, олардың ішінде натрий лауроил саркозинаты, кокамидопропил бетаин және алкил гликозидтерінің үйлесімі өздігінен қоюлану әсерін жақсарта алады. Аминқышқылдық беттік белсенді заттар жүйелері осы типтегі қоюландыру схемасынан үйрене алады.
2.3 N-метилацилтаурин
N-метилацил тауратының физикалық және химиялық қасиеттері тізбек ұзындығы бірдей натрий алкил сульфатына ұқсас. Сондай-ақ, ол жақсы көбіктену қасиеттеріне ие және рН мен судың қаттылығына оңай әсер етпейді. Ол әлсіз қышқылдық диапазонда, тіпті қатты суда да жақсы көбіктену қасиеттеріне ие, сондықтан ол алкил сульфаттарына қарағанда кеңірек қолданысқа ие және N-натрий лауроил глутаматы мен натрий лаурилфосфатына қарағанда теріні аз тітіркендіреді. SLES-ке жақын, әлдеқайда төмен, ол тітіркендіргіштігі төмен, жұмсақ беттік белсенді зат. Ең өкілдігі - натрий метил кокоил таураты. Натрий метил кокоил таураты табиғи жолмен алынған май қышқылдары мен натрий метил тауратының конденсациясы арқылы түзіледі. Бұл бай көбікті және жақсы көбік тұрақтылығы бар жалпыланған аминқышқылдық беттік белсенді зат. Оған негізінен рН мен су әсер етпейді. Қаттылық әсері. Натрий метил кокоил таураты амфотерлі беттік белсенді заттармен, әсіресе бетаин типті амфотерлі беттік белсенді заттармен синергетикалық қоюландыру әсеріне ие. Чжэн Сяомэй және т.б. «Сусабындағы төрт аминқышқылдық беттік белсенді заттардың қолданылу өнімділігін зерттеу» атты жұмыста натрий кокоил глутаматы, натрий кокоил аланаты, натрий лауроил саркозинаты және натрий лауроил аспартаты зерттелді. Сусабындағы қолдану өнімділігі бойынша салыстырмалы зерттеу жүргізілді. Натрий лаурет сульфатын (SLES) анықтама ретінде алып, көбіктену өнімділігі, тазалау қабілеті, қоюландыру өнімділігі және флокуляция өнімділігі талқыланды. Тәжірибелер арқылы натрий кокоил аланині мен натрий лауроил саркозинатының көбіктену өнімділігі SLES-ке қарағанда сәл жақсырақ екендігі; төрт аминқышқылдық беттік белсенді заттардың тазалау қабілетінде айырмашылық аз және олардың барлығы SLES-ке қарағанда сәл жақсырақ екендігі анықталды; қоюландыру өнімділігі әдетте SLES-ке қарағанда төмен. Жүйенің тұтқырлығын реттеу үшін қоюландырғыш қосу арқылы натрий кокоил аланин жүйесінің тұтқырлығын 1500 Па·с дейін арттыруға болады, ал қалған үш аминқышқылдық жүйенің тұтқырлығы әлі де 1000 Па·с-тан төмен. Төрт аминқышқылдық беттік белсенді заттардың флокуляция қисықтары SLES-ке қарағанда жұмсақ, бұл аминқышқылдық сусабынның баяу жуылатынын, ал сульфат жүйесі сәл жылдам жуылатынын көрсетеді. Қорытындылай келе, аминқышқылдық сусабын формуласын қоюлаған кезде, қоюландыру мақсатында мицелла концентрациясын арттыру үшін иондық емес беттік белсенді заттарды қосуды қарастыруға болады. Сондай-ақ, PEG-120 метилглюкоза диолеаты сияқты полимерлік қоюлатқыштарды қосуға болады. Сонымен қатар, бұл типтегі формулада ұйқасқа төзімділікті жақсарту үшін тиісті катиондық кондиционерлерді қосу әлі де қиындық тудырады.
3. Иондық емес алкилгликозидті беттік белсенді заттар
Аминқышқылдық беттік белсенді заттардан басқа, соңғы жылдары иондық емес алкилгликозидті беттік белсенді заттар (APG) тітіркенуінің төмендігі, қоршаған ортаға зиянсыздығы және теріге жақсы үйлесімділігі арқасында кеңінен назар аударды. Майлы спиртті полиэфир сульфаттары (SLES) сияқты беттік белсенді заттармен бірге иондық емес APG SLES аниондық топтарының электростатикалық итерілуін азайтады, осылайша таяқша тәрізді құрылымы бар үлкен мицеллалар түзеді. Мұндай мицеллалардың теріге ену ықтималдығы аз. Бұл тері ақуыздарымен өзара әрекеттесуді және нәтижесінде пайда болатын тітіркенуді азайтады. Фу Янлинг және т.б. SLES аниондық беттік белсенді зат ретінде, кокамидопропил бетаин және натрий лауроамфоацетаты цвиттериондық беттік белсенді заттар ретінде, ал децил глюкозид және кокоил глюкозид иондық емес беттік белсенді заттар ретінде қолданылғанын анықтады. Белсенді агенттер, сынақтан кейін, аниондық беттік белсенді заттар ең жақсы көбіктену қасиеттеріне ие, содан кейін цвиттериондық беттік белсенді заттар, ал APG ең нашар көбіктену қасиеттеріне ие; Негізгі беттік белсенді заттар ретінде анионды беттік белсенді заттары бар сусабындар айқын флокуляцияға ие, ал цвиттерионды беттік белсенді заттар мен APG ең нашар көбіктену қасиеттеріне ие. Флокуляция болған жоқ; шаю және дымқыл шашты тарау қасиеттері бойынша ең жақсыдан ең нашарға дейінгі рет: APG > аниондар > цвиттериондар, ал құрғақ шашта негізгі беттік белсенді заттар ретінде аниондар мен цвиттериондар бар сусабындардың тарау қасиеттері бірдей. , негізгі беттік белсенді зат ретінде APG бар сусабын ең нашар тарау қасиеттеріне ие; тауық эмбрионының хориоаллантоис мембраналық сынағы негізгі беттік белсенді зат ретінде APG бар сусабын ең жұмсақ екенін, ал негізгі беттік белсенді заттар ретінде аниондар мен цвиттериондар бар сусабын ең жұмсақ екенін көрсетеді. APG-лерде CMC төмен және тері мен май липидтері үшін өте тиімді жуғыш заттар болып табылады. Сондықтан, APG негізгі беттік белсенді зат ретінде әрекет етеді және шаштың жұқа және құрғақ болып көрінуіне әкеледі. Олар теріге жұмсақ әсер еткенімен, липидтерді де бөліп алып, терінің құрғауын арттыра алады. Сондықтан, APG-ді негізгі беттік белсенді зат ретінде қолданған кезде, олардың тері липидтерін қаншалықты кетіретінін ескеру қажет. Қайызғақтың алдын алу үшін формулаға тиісті ылғалдандырғыштарды қосуға болады. Құрғақтық үшін автор оны тек анықтама ретінде майды бақылайтын сусабын ретінде де қолдануға болады деп санайды.
Қорытындылай келе, сусабын формулаларындағы беттік белсенділіктің қазіргі негізгі құрылымы әлі де аниондық беттік белсенділікпен басым, ол негізінен екі негізгі жүйеге бөлінеді. Біріншіден, SLES тітіркенуді азайту үшін цвиттериондық беттік белсенді заттармен немесе иондық емес беттік белсенді заттармен біріктіріледі. Бұл формула жүйесі бай көбікке ие, қоюландыру оңай, катиондық және силикон майы кондиционерлерінің тез флокуляциясына ие және бағасы төмен, сондықтан ол әлі де нарықтағы негізгі беттік белсенді заттар жүйесі болып табылады. Екіншіден, аниондық аминқышқылдарының тұздары көбіктену өнімділігін арттыру үшін цвиттериондық беттік белсенді заттармен біріктіріледі, бұл нарықтың дамуындағы маңызды нүкте. Бұл формула өнімі жұмсақ және бай көбікке ие. Дегенмен, аминқышқылдарының тұз жүйесінің формуласы баяу флокуляцияланатындықтан және жуылатындықтан, бұл өнім түрінің шашы салыстырмалы түрде құрғақ. Иондық емес APG теріге жақсы үйлесімділігіне байланысты сусабын әзірлеуде жаңа бағытқа айналды. Бұл формула түрін әзірлеудегі қиындық - көбіктің байлығын арттыру үшін тиімдірек беттік белсенді заттарды табу және APG-нің бас терісіне әсерін жеңілдету үшін қолайлы ылғалдандырғыштарды қосу. Құрғақ жағдайлар.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 21 желтоқсан