Köpüğün kalitesi ne kadar iyiyse, dezenfeksiyon yeteneği de o kadar iyi midir?
Günlük hayatta kullandığımız köpüren temizlik ürünleri hakkında ne kadar bilgiye sahibiz? Hiç merak ettik mi: tuvalet malzemelerinde köpüğün rolü nedir?
Neden köpüklü ürünleri tercih etme eğilimindeyiz?
Karşılaştırma ve sıralama yoluyla, iyi köpürme özelliğine sahip yüzey aktivatörlerini kısa sürede belirleyebilir ve yüzey aktivatörlerinin köpürme yasasını elde edebiliriz: (Not: Aynı hammadde farklı üreticilerden geldiği için köpürme performansı da farklıdır, burada farklı hammaddeleri temsil etmek için farklı büyük harfler kullanılmıştır)üreticiler)
①Yüzey aktif maddeler arasında sodyum lauril glutamat güçlü köpürme özelliğine sahipken, disodyum lauril sülfosüksinat zayıf köpürme özelliğine sahiptir.
② Çoğu sülfat yüzey aktif maddesi, amfoterik yüzey aktif madde ve iyonik olmayan yüzey aktif madde güçlü köpük stabilizasyon özelliğine sahipken, amino asit yüzey aktif maddelerinin köpük stabilizasyon özelliği genellikle zayıftır. Amino asit yüzey aktif madde ürünleri geliştirmek istiyorsanız, güçlü köpürme ve köpük stabilizasyon özelliğine sahip amfoterik veya iyonik olmayan yüzey aktif maddeleri kullanmayı düşünebilirsiniz.
Aynı yüzey aktif maddenin köpürme kuvveti ve kararlı köpürme kuvvetinin diyagramı:
Yüzey aktif madde nedir?
Yüzey aktif madde, molekülünde en az bir önemli yüzey afinitesi grubu (çoğu durumda suda çözünürlüğünü garanti etmek için) ve az afiniteye sahip bir yüzey aktif olmayan grup içeren bir bileşiktir. Yaygın olarak kullanılan yüzey aktif maddeler iyonik yüzey aktif maddeler (katyonik yüzey aktif maddeler ve anyonik yüzey aktif maddeler dahil), iyonik olmayan yüzey aktif maddeler ve amfoterik yüzey aktif maddelerdir.
Yüzey aktivatörü, köpüren deterjanlar için en önemli bileşendir. İyi performans gösteren bir yüzey aktivatörünün seçimi, köpürme performansı ve yağ çözme gücü olmak üzere iki boyuttan değerlendirilir. Bunlar arasında, köpürme performansı ölçümü iki göstergeyi içerir: köpürme performansı ve köpük stabilizasyon performansı.
Köpük özelliklerinin ölçümü
Baloncuklar bizi neden ilgilendiriyor?
Sorulması gerekenler şunlar: Hızlı köpürüyor mu? Çok köpük oluyor mu? Köpük ne kadar süre kalıyor?
Bu soruların cevaplarını hammaddelerin belirlenmesi ve elenmesi sürecinde bulacağız.
Testlerimizin temel yöntemi, ulusal standart test yöntemi olan Ross-Miles yöntemi (Roche köpük belirleme yöntemi) uyarınca, laboratuvarda yaygın olarak kullanılan 31 yüzey aktif maddenin köpürme kuvvetini ve köpük stabilitesini incelemek, belirlemek ve taramak için mevcut ekipmanları kullanmaktır.
Deney denekleri: Laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılan 31 yüzey aktif madde.
Test maddeleri: Farklı yüzey aktif maddelerin köpürme kuvveti ve kararlı köpürme kuvveti
Test yöntemi: Roth köpük test cihazı; Kontrol değişkeni yöntemi (eşit konsantrasyonlu çözelti, sabit sıcaklık);
Kontrast sıralaması
Veri işleme: farklı zaman aralıklarında köpük yüksekliğini kaydedin;
0. dakikadaki köpük yüksekliği, masanın köpürme kuvvetini gösterir; yükseklik ne kadar yüksekse, köpürme kuvveti de o kadar güçlüdür. Köpük stabilitesinin düzenliliği, 5 dakika, 10 dakika, 30 dakika, 45 dakika ve 60 dakika için köpük yüksekliği bileşim grafikleri şeklinde sunulmuştur. Köpüğün korunma süresi ne kadar uzun olursa, köpük stabilitesi de o kadar güçlü olur.
Test ve kayıt işlemlerinin ardından elde edilen veriler aşağıdaki gibidir:
Karşılaştırma ve sıralama yoluyla, iyi köpürme özelliğine sahip yüzey aktivatörlerini kısa sürede belirleyebilir ve yüzey aktivatörlerinin köpürme yasasını elde edebiliriz: (Not: Aynı hammadde farklı üreticilerden geldiği için köpürme performansı da farklıdır; burada farklı hammadde üreticilerini temsil etmek için farklı büyük harfler kullanılmıştır.)
① Yüzey aktif maddeler arasında sodyum lauril glutamat güçlü köpürme özelliğine sahipken, disodyum lauril sülfosüksinat zayıf köpürme özelliğine sahiptir.
② Çoğu sülfat yüzey aktif maddesi, amfoterik yüzey aktif madde ve iyonik olmayan yüzey aktif madde güçlü köpük stabilizasyon özelliğine sahipken, amino asit yüzey aktif maddelerinin köpük stabilizasyon özelliği genellikle zayıftır. Amino asit yüzey aktif madde ürünleri geliştirmek istiyorsanız, güçlü köpürme ve köpük stabilizasyon özelliğine sahip amfoterik veya iyonik olmayan yüzey aktif maddeleri kullanmayı düşünebilirsiniz.
Aynı yüzey aktif maddenin köpürme kuvveti ve kararlı köpürme kuvvetinin diyagramı:
Sodyum lauril glutamat
Amonyum lauril sülfat
Aynı yüzey aktif maddenin köpürme performansı ile köpük stabilizasyon performansı arasında bir ilişki yoktur ve iyi köpürme performansına sahip bir yüzey aktif maddenin köpük stabilizasyon performansı iyi olmayabilir.
Farklı yüzey aktif maddelerin kabarcık stabilitesinin karşılaştırılması:
Not: Göreceli değişim oranı = (0. dakikadaki köpük yüksekliği – 60. dakikadaki köpük yüksekliği) / 0. dakikadaki köpük yüksekliği
Değerlendirme kriterleri: Göreceli değişim oranı ne kadar yüksekse, kabarcık stabilizasyon yeteneği o kadar zayıftır.
Balon grafiğinin analizi sonucunda şu sonuca varılabilir:
① Disodyum kokamfoamfodiasetat en güçlü köpük stabilizasyon özelliğine sahipken, lauril hidroksil sülfobetain en zayıf köpük stabilizasyon özelliğine sahiptir.
② Lauril alkol sülfat yüzey aktif maddelerinin köpük stabilizasyon yeteneği genellikle iyidir, amino asit anyonik yüzey aktif maddelerinin köpük stabilizasyon yeteneği ise genellikle zayıftır;
Formül tasarım referansı:
Yüzey aktif maddelerin köpürme performansı ve köpük stabilizasyon performansı incelendiğinde, ikisi arasında belirli bir yasa ve ilişki olmadığı, yani iyi köpürme performansının mutlaka iyi köpük stabilizasyon performansı anlamına gelmediği sonucuna varılabilir. Bu durum, yüzey aktif madde hammaddelerinin seçiminde, yüzey aktif maddenin mükemmel performansından tam olarak yararlanmayı, çeşitli yüzey aktif maddelerin makul bir şekilde birleştirilmesini ve böylece optimum köpürme performansı elde edilmesini gerektirir. Aynı zamanda, hem köpürme özelliklerinin hem de yağ çözme gücünün temizleme etkisini sağlamak için güçlü yağ çözme gücüne sahip yüzey aktif maddelerle birleştirilmelidir.
Yağ giderme gücü testi:
Amaç: Güçlü dekonjestan özelliğine sahip yüzey aktivatörlerini belirlemek ve analiz ve karşılaştırma yoluyla köpük özellikleri ile yağ çözme gücü arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarmak.
Değerlendirme kriterleri: Yüzey aktivatörü ile dekontaminasyon öncesi ve sonrası film kumaşındaki leke piksellerinin verilerini karşılaştırdık, ilerleme değerini hesapladık ve yağ giderme gücü indeksini oluşturduk. İndeks ne kadar yüksekse, yağ giderme gücü o kadar güçlüdür.
Yukarıdaki verilerden de görülebileceği gibi, belirtilen koşullar altında, güçlü yağ giderme özelliğine sahip olan amonyum lauril sülfat, zayıf yağ giderme özelliğine sahip olan ise iki CMEA'dır;
Yukarıdaki test verilerinden, yüzey aktif maddenin köpük özellikleri ile yağ giderme gücü arasında doğrudan bir ilişki olmadığı sonucuna varılabilir. Örneğin, güçlü yağ giderme gücüne sahip amonyum lauril sülfatın köpük performansı iyi değildir. Bununla birlikte, zayıf yağ giderme gücüne sahip C14-16 olefin sodyum sülfonatın köpük performansı oldukça iyidir.
Peki, aynı şampuanı kullanırken saçınız ne kadar yağlıysa, neden o kadar az köpürüyor?
Aslında bu evrensel bir olgudur. Yağlı saçları yıkadığınızda köpük daha hızlı azalır. Bu, köpük performansının daha kötü olduğu anlamına mı gelir? Başka bir deyişle, köpük performansı ne kadar iyiyse, yağ giderme yeteneği de o kadar iyi midir?
Deneyden elde edilen verilerden, köpük miktarının ve köpük dayanıklılığının, yüzey aktif maddenin kendi köpük özelliklerine, yani köpürme özelliklerine ve köpük stabilizasyon özelliklerine bağlı olduğunu zaten biliyoruz. Yüzey aktif maddenin kendi dekontaminasyon yeteneği, köpük miktarının azalmasıyla zayıflamaz. Bu nokta, yüzey aktivatörünün yağ giderme yeteneğinin belirlenmesi tamamlandığında da kanıtlanmıştır; iyi köpük özelliklerine sahip bir yüzey aktivatörünün iyi bir yağ giderme gücüne sahip olmayabileceği ve bunun tersinin de geçerli olduğu görülmüştür.
Ayrıca, köpük ve yüzey aktif madde ile yağ giderme işlemlerinin farklı çalışma prensiplerinden kaynaklandığını ve aralarında doğrudan bir ilişki olmadığını da kanıtlayabiliriz.
Yüzey aktif madde köpüğünün işlevi:
Köpük, belirli koşullar altında bir yüzey aktif madde türüdür; temel rolü temizleme işlemine rahat ve keyifli bir deneyim kazandırmaktır, ardından yağın temizlenmesinde yardımcı bir rol oynar, böylece yağ köpüğün etkisiyle tekrar dibe çökmez ve daha kolay yıkanır.
Yüzey aktif maddenin köpürme ve yağ giderme prensibi:
Yüzey aktif maddenin temizleme gücü, su-hava arayüzey gerilimini azaltma (köpürme) yeteneğinden ziyade, yağ-su arayüzey gerilimini azaltma (yağ giderme) yeteneğinden kaynaklanır.
Bu makalenin başında da belirttiğimiz gibi, yüzey aktif maddeler amfifilik moleküllerdir; birinin ucu hidrofilik, diğer ucu ise lipofiliktir. Bu nedenle, düşük konsantrasyonlarda, yüzey aktif madde lipofilik (suyu sevmeyen) ucu dışa dönük şekilde su yüzeyinde kalma eğilimindedir; önce su yüzeyini, yani su-hava arayüzünü kaplar ve böylece bu arayüzdeki gerilimi azaltır.
Ancak konsantrasyon belirli bir noktayı aştığında, yüzey aktif madde kümelenmeye başlayarak miseller oluşturur ve arayüzey gerilimi artık düşmez. Bu konsantrasyona kritik misel konsantrasyonu denir.
Yüzey aktif maddelerin köpürme yeteneği iyidir; bu da su ve hava arasındaki arayüzey gerilimini azaltma konusunda güçlü bir yeteneğe sahip olduklarını gösterir ve azalan arayüzey geriliminin sonucu olarak sıvı daha fazla yüzey oluşturma eğilimindedir (bir grup kabarcığın toplam yüzey alanı, durgun suyunkinden çok daha büyüktür).
Yüzey aktif maddenin dekontaminasyon gücü, lekenin yüzeyini ıslatma ve emülsifiye etme, yani yağı "kaplama" ve suyla yıkanarak emülsifiye edilmesini sağlama yeteneğinde yatmaktadır.
Bu nedenle, yüzey aktif maddenin dezenfeksiyon yeteneği, yağ-su arayüzünü aktive etme yeteneğiyle bağlantılıdır; köpürme yeteneği ise yalnızca su-hava arayüzünü aktive etme yeteneğini temsil eder ve ikisi tamamen ilişkili değildir. Ayrıca, günlük hayatımızda yaygın olarak kullanılan makyaj temizleyici ve makyaj temizleme yağı gibi birçok köpürmeyen temizleyici de vardır; bunlar da güçlü bir dezenfeksiyon yeteneğine sahiptir ancak köpük üretmezler ve köpük ile dezenfeksiyonun aynı şey olmadığı açıktır.
Farklı yüzey aktif maddelerin köpük özelliklerinin belirlenmesi ve taranması yoluyla, üstün köpük özelliklerine sahip yüzey aktif maddeyi net bir şekilde elde edebiliriz; daha sonra yüzey aktif maddenin yağ çözme gücünün belirlenmesi ve sıralanması yoluyla, yüzey aktif maddenin kirlilik giderme yeteneğini ortadan kaldırmamız gerekir. Bu birleştirmeden sonra, farklı yüzey aktif maddelerin avantajlarından tam olarak yararlanarak, yüzey aktif maddeleri daha eksiksiz ve üstün performanslı hale getirebilir ve üstün temizleme etkisi ve kullanım deneyimi elde edebiliriz. Ayrıca, yüzey aktif maddenin çalışma prensibinden köpüğün temizleme gücüyle doğrudan ilişkili olmadığını da anlıyoruz ve bu bilgiler, şampuan kullanırken kendi yargımızı ve algımızı oluşturmamıza ve bize uygun ürünü seçmemize yardımcı olabilir.