Hoe beter het schuim, hoe beter het ontsmettingsvermogen?
Hoeveel weten we eigenlijk over de schuimende schoonmaakproducten die we dagelijks gebruiken? Hebben we ons ooit afgevraagd: wat is de rol van schuim in toiletartikelen?
Waarom kiezen we zo vaak voor schuimende producten?
Door vergelijking en sortering kunnen we snel de oppervlakteactivator met een goed schuimvormend vermogen selecteren en tevens de schuimvormingswet van de oppervlakteactivator bepalen: (ps: Omdat dezelfde grondstof van verschillende fabrikanten afkomstig is, verschilt ook de schuimvorming. Daarom worden hier verschillende hoofdletters gebruikt om verschillende grondstoffen aan te duiden.)fabrikanten)
①Van de oppervlakteactieve stoffen heeft natriumlaurylglutamaat een sterk schuimvormend vermogen, terwijl dinatriumlaurylsulfosuccinaat een zwak schuimvormend vermogen heeft.
② De meeste sulfaat-, amfotere en niet-ionische oppervlakteactieve stoffen hebben een sterk schuimstabiliserend vermogen, terwijl aminozuur-oppervlakteactieve stoffen over het algemeen een zwak schuimstabiliserend vermogen hebben. Als u producten met aminozuur-oppervlakteactieve stoffen wilt ontwikkelen, kunt u overwegen om amfotere of niet-ionische oppervlakteactieve stoffen te gebruiken met een sterk schuimvormend en schuimstabiliserend vermogen.
Diagram van de schuimvormingskracht en de stabiele schuimvormingskracht van dezelfde oppervlakteactieve stof:
Wat is een oppervlakteactieve stof?
Een oppervlakteactieve stof is een verbinding die ten minste één significante oppervlakteaffiniteitsgroep in zijn molecuul bevat (om in de meeste gevallen de wateroplosbaarheid te garanderen) en een niet-affiniteitsgroep waarvoor weinig affiniteit bestaat. Veelgebruikte oppervlakteactieve stoffen zijn ionische oppervlakteactieve stoffen (waaronder kationische en anionische oppervlakteactieve stoffen), niet-ionische oppervlakteactieve stoffen en amfotere oppervlakteactieve stoffen.
Een oppervlakteactivator is het belangrijkste ingrediënt voor een schuimend wasmiddel. De keuze voor een oppervlakteactivator met goede prestaties wordt beoordeeld op twee aspecten: schuimvorming en ontvettende werking. De schuimvorming omvat twee indicatoren: schuimvermogen en schuimstabilisatievermogen.
Meting van schuimeigenschappen
Wat maakt het ons nou uit wat er met bubbels gebeurt?
De vraag is alleen: ontstaat er snel bubbels? Is er veel schuim? Blijven de bubbels lang bestaan?
Op deze vragen zullen we antwoorden vinden bij de bepaling en screening van grondstoffen.
De belangrijkste methode die wij gebruiken voor onze tests is het toepassen van de bestaande apparatuur, volgens de nationale standaardtestmethode – de Ross-Miles-methode (Roche-schuimbepalingsmethode) – om de schuimvormingskracht en schuimstabiliteit van 31 in laboratoria gangbare oppervlakteactieve stoffen te bestuderen, te bepalen en te screenen.
Testobjecten: 31 oppervlakteactieve stoffen die veelvuldig in laboratoria worden gebruikt
Testonderdelen: schuimvormingskracht en stabiele schuimvormingskracht van verschillende oppervlakteactieve stoffen.
Testmethode: Roth-schuimtester; methode met gecontroleerde variabele (oplossing met gelijke concentratie, constante temperatuur);
Contrast sort
Gegevensverwerking: registreer de schuimhoogte in verschillende tijdsperioden;
De schuimhoogte aan het begin (0 min) geeft de schuimvormingskracht van de tafel weer; hoe hoger de hoogte, hoe sterker de schuimvormingskracht. De regelmaat van de schuimstabiliteit werd weergegeven in grafieken van de schuimhoogte na 5, 10, 30, 45 en 60 minuten. Hoe langer de schuimvorming aanhoudt, hoe sterker de schuimstabiliteit.
Na het testen en registreren worden de gegevens als volgt weergegeven:
Door te vergelijken en te sorteren, kunnen we snel de oppervlakteactivator met een goed schuimvormend vermogen selecteren en tevens de schuimvormingswet van de oppervlakteactivator bepalen: (ps: Omdat dezelfde grondstof van verschillende fabrikanten afkomstig is, verschilt ook de schuimvorming. Daarom worden hier verschillende hoofdletters gebruikt om de verschillende fabrikanten van de grondstoffen aan te duiden.)
① Onder de oppervlakteactieve stoffen heeft natriumlaurylglutamaat een sterk schuimvormend vermogen, terwijl dinatriumlaurylsulfosuccinaat een zwak schuimvormend vermogen heeft.
② De meeste sulfaat-, amfotere en niet-ionische oppervlakteactieve stoffen hebben een sterk schuimstabiliserend vermogen, terwijl aminozuur-oppervlakteactieve stoffen over het algemeen een zwak schuimstabiliserend vermogen hebben. Als u producten met aminozuur-oppervlakteactieve stoffen wilt ontwikkelen, kunt u overwegen om amfotere of niet-ionische oppervlakteactieve stoffen te gebruiken met een sterk schuimvormend en schuimstabiliserend vermogen.
Diagram van de schuimvormingskracht en de stabiele schuimvormingskracht van dezelfde oppervlakteactieve stof:
Natriumlaurylglutamaat
Ammoniumlaurylsulfaat
Er bestaat geen verband tussen de schuimvormende eigenschappen en de schuimstabiliserende eigenschappen van dezelfde oppervlakteactieve stof, en de schuimstabiliserende eigenschappen van een oppervlakteactieve stof met goede schuimvormende eigenschappen hoeven niet per se goed te zijn.
Vergelijking van de bubbelstabiliteit van verschillende oppervlakteactieve stoffen:
PS: Relatieve veranderingssnelheid = (schuimhoogte op 0 min – schuimhoogte op 60 min) / schuimhoogte op 0 min
Evaluatiecriteria: Hoe groter de relatieve veranderingssnelheid, hoe zwakker het vermogen van de bubbelstabilisator.
Uit de analyse van het bellendiagram kan de volgende conclusie worden getrokken:
① Dinatriumcocamphoamfodiacetaat heeft het sterkste schuimstabiliserende vermogen, terwijl laurylhydroxylsulfobetaïne het zwakste schuimstabiliserende vermogen heeft.
② Het schuimstabiliserend vermogen van laurylalcoholsulfaat-oppervlakteactieve stoffen is over het algemeen goed, terwijl het schuimstabiliserend vermogen van anionische aminozuur-oppervlakteactieve stoffen over het algemeen slecht is;
Referentie voor formuleontwerp:
Uit de schuimvormende eigenschappen en de schuimstabiliserende eigenschappen van oppervlakteactieve stoffen kan worden geconcludeerd dat er geen vast verband bestaat tussen beide; goede schuimvormende eigenschappen betekenen dus niet noodzakelijkerwijs goede schuimstabiliserende eigenschappen. Dit betekent dat we bij de selectie van grondstoffen voor oppervlakteactieve stoffen rekening moeten houden met de uitstekende eigenschappen van de stof en een verstandige combinatie van verschillende stoffen moeten overwegen om optimale schuimvormende eigenschappen te verkrijgen. Tegelijkertijd moeten deze stoffen worden gecombineerd met oppervlakteactieve stoffen met een sterke ontvettende werking om een reinigend effect te bereiken dat zowel de schuimvormende eigenschappen als de ontvettende werking combineert.
Ontvettingskrachttest:
Doel: Oppervlakteactivatoren met een sterk ontzwellend vermogen screenen en de relatie tussen schuimeigenschappen en ontvettende werking onderzoeken door middel van analyse en vergelijking.
Evaluatiecriteria: We vergeleken de gegevens van de vlekpixels op het filmdoek vóór en na de oppervlakte-activatorbehandeling, berekenden de reiswaarde en vormden een ontvettingskrachtindex. Hoe hoger de index, hoe sterker de ontvettingskracht.
Uit bovenstaande gegevens blijkt dat onder de gespecificeerde omstandigheden ammoniumlaurylsulfaat een sterke ontvettende werking heeft, terwijl twee CMEA's een zwakke ontvettende werking hebben.
Uit de bovenstaande testgegevens kan worden geconcludeerd dat er geen direct verband bestaat tussen de schuimvormende eigenschappen van een oppervlakteactieve stof en het ontvettend vermogen ervan. Zo is de schuimvorming van ammoniumlaurylsulfaat, dat een sterk ontvettend vermogen heeft, niet goed. De schuimvorming van C14-16 olefine-natriumsulfonaat, dat een zwak ontvettend vermogen heeft, is daarentegen uitstekend.
Hoe komt het dat hoe vetter je haar is, hoe minder schuim het is? (Bij gebruik van dezelfde shampoo).
Dit is in feite een universeel fenomeen. Wanneer je je haar wast terwijl het vet is, neemt het schuim sneller af. Betekent dit dat de schuimvorming minder goed is? Met andere woorden, geldt: hoe beter de schuimvorming, hoe beter het ontvettende effect?
Uit de experimentele gegevens weten we al dat de hoeveelheid schuim en de schuimduurzaamheid worden bepaald door de schuimeigenschappen van de oppervlakteactieve stof zelf, dat wil zeggen de schuimvormende eigenschappen en de schuimstabiliserende eigenschappen. Het ontsmettingsvermogen van de oppervlakteactieve stof zelf zal niet afnemen door de vermindering van het schuim. Dit is ook bewezen toen we het ontvettend vermogen van de oppervlakteactivator bepaalden: een oppervlakteactivator met goede schuimvormende eigenschappen hoeft geen goed ontvettend vermogen te hebben, en omgekeerd.
Bovendien kunnen we aantonen dat er geen direct verband bestaat tussen schuimvorming en ontvetting met oppervlakteactieve stoffen, gezien de verschillende werkingsprincipes van beide.
Functie van oppervlakteactieve schuim:
Schuim is een vorm van oppervlakteactieve stof die onder specifieke omstandigheden werkt. De belangrijkste functie ervan is om het reinigingsproces comfortabel en aangenaam te maken. Daarnaast speelt het een ondersteunende rol bij het verwijderen van olie, doordat de olie onder invloed van het schuim minder snel neerslaat en gemakkelijker wordt weggespoeld.
Principe van schuimvorming en ontvetting door oppervlakteactieve stoffen:
De reinigende werking van het oppervlakteactieve middel komt voort uit het vermogen om de grensvlakspanning tussen olie en water te verlagen (ontvetten), en niet uit het vermogen om de grensvlakspanning tussen water en lucht te verlagen (schuimvorming).
Zoals we aan het begin van dit artikel al vermeldden, zijn oppervlakteactieve stoffen amfifiele moleculen, waarvan de ene hydrofiel is en de andere niet. Bij lage concentraties heeft de oppervlakteactieve stof daarom de neiging om aan het wateroppervlak te blijven, met het lipofiele (waterafstotende) uiteinde naar buiten gericht. Het bedekt dan eerst het wateroppervlak, oftewel het grensvlak tussen water en lucht, en verlaagt zo de oppervlaktespanning aan dit grensvlak.
Wanneer de concentratie echter een bepaald punt overschrijdt, begint het oppervlakteactieve middel samen te klonteren en micellen te vormen, waardoor de grensvlakspanning niet langer daalt. Deze concentratie wordt de kritische micelconcentratie genoemd.
Het schuimvormend vermogen van oppervlakteactieve stoffen is goed, wat aangeeft dat ze een sterk vermogen hebben om de grensvlakspanning tussen water en lucht te verlagen. Het gevolg van deze verlaagde grensvlakspanning is dat de vloeistof de neiging heeft om meer oppervlakken te produceren (het totale oppervlak van een tros bellen is veel groter dan dat van stilstaand water).
De reinigende werking van het oppervlakteactieve middel schuilt in het vermogen om het oppervlak van de vlek te bevochtigen en te emulgeren, dat wil zeggen, de olie te "bedekken" zodat deze kan emulgeren en met water kan worden afgespoeld.
De reinigende werking van een oppervlakteactieve stof is dus gekoppeld aan het vermogen om het olie-watergrensvlak te activeren, terwijl het schuimvormend vermogen alleen het vermogen weergeeft om het water-luchtgrensvlak te activeren. De twee zijn niet direct aan elkaar gerelateerd. Bovendien bestaan er ook veel niet-schuimende reinigingsmiddelen, zoals make-upremovers en make-upremoverolie die we dagelijks gebruiken. Deze hebben weliswaar een sterke reinigende werking, maar produceren geen schuim. Het is dus duidelijk dat schuimvorming en reinigen niet hetzelfde zijn.
Door de schuimvormende eigenschappen van verschillende oppervlakteactieve stoffen te bepalen en te selecteren, kunnen we de stof met de beste schuimvormende eigenschappen vinden. Vervolgens moeten we, door de ontvettende werking van de oppervlakteactieve stof te bepalen en te optimaliseren, de vervuilende eigenschappen van de stof elimineren. Na deze selectie komen de voordelen van de verschillende oppervlakteactieve stoffen volledig tot hun recht, waardoor de reinigingskracht en gebruikservaring superieur worden. Bovendien beseffen we dat schuimvorming niet direct gerelateerd is aan de reinigingskracht. Deze inzichten helpen ons bij het kiezen van een shampoo en stellen ons in staat om een weloverwogen oordeel te vormen.