泡沫是一種氣體在液體中的分散體系,在個人清潔產品中具有重要作用。它不僅能夠提高產品的清潔效果,還能增強用戶的使用體驗。泡沫同時也是一種熱力學不穩(wěn)定體系,起泡性和穩(wěn)定性是泡沫的兩個基本性質。
起泡劑主要為各種類型的表面活性劑,表面活性劑具有不對稱的分子結構,整個分子可分為兩部分,一部分是親油的非極性基團,又稱作疏水基;另一部分是親水的極性基團,稱作親水基,因此,表面活性劑分子具有兩親性質,被稱為兩親分子。
表面活性劑加入水中時,此時溶解在水中的表面活性劑分子吸附在氣-液界面并規(guī)則排列,親水基朝向水,疏水基朝向氣,溶液的表面張力會迅速降低;繼續(xù)增大溶液濃度,當表面吸附趨近飽和時,其疏水基受到水分子的排斥而聚集,分子會開始急速的聚集形成親水基向外、疏水基向內的膠束,此時膠束開始形成時溶液的濃度,稱為臨界膠束濃度(cmc),此后表面活性劑水溶液的表面張力變化緩慢或不再變化。
研究發(fā)現,表面活性劑的起泡性和穩(wěn)泡性都與表面張力密切相關,表面活性劑的起泡能力取決于表面活性劑分子在氣液界面上的吸附速率以及界面上所吸附的分子數量,隨著溶液濃度的增大,表面活性劑分子不斷地補充,表面張力始終比較低,因而起泡能力隨濃度的增加而增大。
當溶液濃度增 大到臨界膠束濃度時,表面吸附趨近飽和,多余的分子在液相中形成膠束未能參與起泡過程,因而起泡能力不再隨濃度變化。不同表面活性劑在一定配比下進行復配,體系的表面張力和臨界膠束濃度均可能出現降低。
表面活性劑的泡沫性能通常采用Ross-Miles法進行評價。該方法以其創(chuàng)始人John Ross和Gilbert D. Miles的名字命名,他們在1941年發(fā)表的期刊中,通過對比不同洗滌劑和肥皂的濃度與泡沫的關系,發(fā)現0.25%的濃度是一個有意義的點。
在這個濃度下,大多數表面活性劑能產生足夠的泡沫來評估其發(fā)泡能力和穩(wěn)定性。因此,0.25%被用作一個標準濃度來進行比較。例如,在國家標準GB/T 13173-2021《表面活性劑 洗滌劑試驗方法》中,選定的測試濃度為0.25%。GB/T 29679-2013《洗發(fā)液、洗發(fā)膏》中,對于洗發(fā)液的泡沫性能,按照測試濃度0.25%,規(guī)定了泡沫高度要求:透明性型≥100 mm,非透明性型≥50 mm,兒童型≥40 mm。
然而,隨著表面活性劑技術的快速發(fā)展,出現了許多新型的表面活性劑,如氨基酸型表面活性劑和兩性表面活性劑,這些新型表面活性劑的泡沫行為與傳統(tǒng)表面活性劑有所不同。因此,羅氏泡沫儀測試方法可能無法準確反映這些新型表面活性劑配方體系的泡沫性能。
本研究通過對三種表面活性劑進行組合——椰油酰胺丙基甜菜堿分別與甲基椰油?;;撬徕c和月桂醇聚醚硫酸酯鈉于不同配比、濃度的表面張力及相應泡沫高度進行系統(tǒng)測試,以探索表面活性劑的泡沫高度與表面張力之間的相關性,并深入探討羅氏泡沫儀(Ross-Miles法)在評估個人清潔產品中表面活性劑泡沫性能時的濃度依賴性和局限性。
實驗結果將有助于深入了解表面活性劑配比及濃度對泡沫生成的影響。旨在對羅氏泡沫儀的應用局限提出改進建議,并為氨基酸型表面活性劑及其他類型表面活性劑的配方設計提供參考。
轉載自:化工好料到haoliaodao.com
來源:中國洗滌用品工業(yè)協會l&l分會



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