ລັກສະນະການເຄື່ອນໄຫວທາງ rheological ຂອງສ່ວນປະສົມ surfactant ທີ່ບໍ່ມີ sulfate ຂອງ cocamidopropyl betaine-sodium methyl cocoyl taurate ໃນທົ່ວອົງປະກອບ, pH, ແລະເງື່ອນໄຂຂອງໄອອອນ.

ບົດນຳ

ລະບົບສານເຄມີປະສົມແບບຄູ່ທີ່ເປັນນ້ຳປະກອບດ້ວຍຊະນິດທີ່ມີປະຈຸກົງກັນຂ້າມ ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫຼາຍຂະແໜງອຸດສາຫະກໍາ, ລວມທັງເຄື່ອງສໍາອາງ, ຢາ, ສານເຄມີກະສິກໍາ, ແລະ ອຸດສາຫະກໍາປຸງແຕ່ງອາຫານ. ການຮັບຮອງເອົາລະບົບເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນໜ້າທີ່ການໄຫຼຂອງນໍ້າ ແລະ ການເຮັດວຽກທີ່ດີກວ່າ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ມີປະສິດທິພາບທີ່ດີຂຶ້ນໃນສູດທີ່ຫຼາກຫຼາຍ. ການປະກອບຕົວຂອງສານເຄມີປະສົມດັ່ງກ່າວເຂົ້າໄປໃນສ່ວນປະກອບທີ່ຄ້າຍຄືກັບໜອນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດຄຸນສົມບັດມະຫາພາກທີ່ສາມາດປັບໄດ້ສູງ, ລວມທັງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງລະຫວ່າງນໍ້າ. ໂດຍສະເພາະ, ການປະສົມປະສານຂອງສານເຄມີປະສົມແບບແອນອີອອນ ແລະ ຊວິເຕີອີອອນສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການປັບປຸງການຮ່ວມມືກັນໃນກິດຈະກໍາຂອງພື້ນຜິວ, ຄວາມໜືດ, ແລະ ການປັບຄວາມເຄັ່ງຕຶງລະຫວ່າງນໍ້າ. ພຶດຕິກໍາເຫຼົ່ານີ້ເກີດຂຶ້ນຈາກປະຕິກິລິຍາໄຟຟ້າສະຖິດ ແລະ ສະເຕີຣິກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນລະຫວ່າງກຸ່ມຫົວຂົ້ວ ແລະ ຫາງທີ່ບໍ່ລະລາຍນໍ້າຂອງສານເຄມີປະສົມ, ກົງກັນຂ້າມກັບລະບົບສານເຄມີປະສົມດ່ຽວ, ບ່ອນທີ່ແຮງໄຟຟ້າສະຖິດທີ່ຕ້ານທານມັກຈະຈໍາກັດປະສິດທິພາບສູງສຸດ.

ໂຄຄາມິໂດໂປຼພິວ ເບຕາອິນ (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCC(=O)NCCCCN+ (C)CC([O−])=O) ເປັນສານເຄມີທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນສູດເຄື່ອງສຳອາງ ເນື່ອງຈາກປະສິດທິພາບໃນການທຳຄວາມສະອາດທີ່ອ່ອນໂຍນ ແລະ ຄຸນສົມບັດໃນການປັບສະພາບຜົມ. ລັກສະນະທີ່ຄ້າຍຄືຊິວເຕີໄອອອນຂອງ CAPB ຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດເຮັດວຽກຮ່ວມກັນທາງໄຟຟ້າສະຖິດກັບສານເຄມີທີ່ເປັນໄອອອນ, ເພີ່ມຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂຟມ ແລະ ສົ່ງເສີມປະສິດທິພາບຂອງສູດທີ່ດີກວ່າ. ໃນໄລຍະຫ້າທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ, ສ່ວນປະສົມຂອງ CAPB ກັບສານເຄມີທີ່ເປັນພື້ນຖານຈາກຊູນເຟດ, ເຊັ່ນ CAPB–ໂຊດຽມລໍຣິວອີເທີຊັນເຟດ (SLES), ໄດ້ກາຍເປັນພື້ນຖານໃນຜະລິດຕະພັນດູແລສ່ວນຕົວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເຖິງວ່າຈະມີປະສິດທິພາບຂອງສານເຄມີທີ່ເປັນພື້ນຖານຈາກຊູນເຟດ, ຄວາມກັງວົນກ່ຽວກັບທ່າແຮງການລະຄາຍເຄືອງທາງຜິວໜັງຂອງມັນ ແລະ ການມີ 1,4-dioxane, ເຊິ່ງເປັນຜະລິດຕະພັນຂ້າງຄຽງຂອງຂະບວນການເອທອກຊີເລຊັນ, ໄດ້ກະຕຸ້ນຄວາມສົນໃຈໃນທາງເລືອກທີ່ບໍ່ມີຊູນເຟດ. ຕົວເລືອກທີ່ມີທ່າແຮງລວມມີສານເຄມີທີ່ເປັນພື້ນຖານຈາກກົດອະມິໂນ, ເຊັ່ນ taurates, sarcosinates, ແລະ glutamates, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທາງຊີວະພາບທີ່ດີຂຶ້ນ ແລະ ຄຸນສົມບັດທີ່ອ່ອນໂຍນກວ່າ [9]. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ກຸ່ມຫົວທີ່ມີຂົ້ວໃຫຍ່ພໍສົມຄວນຂອງທາງເລືອກເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະເປັນອຸປະສັກຕໍ່ການສ້າງໂຄງສ້າງ micellar ທີ່ສັບສົນກັນສູງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ຕົວດັດແປງທາງດ້ານ rheological.

ໂຊດຽມ ເມທິລ ໂຄໂຄອິວ ທໍເຣດ (SMCT; ຮອຍຍິ້ມ:
CCCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) ເປັນສານເຄມີຊະນິດ anionic ທີ່ສັງເຄາະເປັນເກືອໂຊດຽມຜ່ານການຈັບຄູ່ amide ຂອງ N-methyltaurine (2-methylaminoethanesulfonic acid) ກັບລະບົບຕ່ອງໂສ້ກົດໄຂມັນທີ່ໄດ້ມາຈາກໝາກພ້າວ. SMCT ມີກຸ່ມ taurine ທີ່ເຊື່ອມໂຍງກັບ amide ຄຽງຄູ່ກັບກຸ່ມ sulfonate anionic ທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ເຮັດໃຫ້ມັນຍ່ອຍສະຫຼາຍໄດ້ທາງຊີວະພາບ ແລະ ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ pH ຂອງຜິວໜັງ, ເຊິ່ງວາງມັນໄວ້ເປັນຕົວເລືອກທີ່ມີຄວາມຫວັງສຳລັບສູດທີ່ບໍ່ມີ sulfate. ສານເຄມີຊະນິດ Taurate ມີລັກສະນະໂດຍການຊັກລ້າງທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ຄວາມທົນທານຕໍ່ນ້ຳແຂງ, ຄວາມອ່ອນໂຍນ, ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງ pH ທີ່ກວ້າງຂວາງ.

ພາລາມິເຕີທາງດ້ານການໄຫຼ, ລວມທັງຄວາມໜືດຂອງແຮງຕັດ, ໂມດູລີທີ່ມີຄວາມໜືດສູງ, ແລະ ຄວາມກົດດັນຂອງຜົນຜະລິດ, ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍໃນການກຳນົດຄວາມໝັ້ນຄົງ, ໂຄງສ້າງ, ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ອີງໃສ່ສານເຄມີທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສານເຄມີ. ຕົວຢ່າງ, ຄວາມໜືດຂອງແຮງຕັດທີ່ສູງຂຶ້ນສາມາດປັບປຸງການຮັກສາຊັ້ນໃຕ້ຜິວໜັງ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມກົດດັນຂອງຜົນຜະລິດຄວບຄຸມການຍຶດຕິດຂອງສູດກັບຜິວໜັງ ຫຼື ຜົມຫຼັງການນຳໃຊ້. ຄຸນລັກສະນະທາງດ້ານການໄຫຼຂອງສານເຄມີທີ່ມະຫາພາກເຫຼົ່ານີ້ຖືກດັດແປງໂດຍຫຼາຍປັດໃຈ, ລວມທັງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງສານເຄມີທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສານເຄມີ, pH, ອຸນຫະພູມ, ແລະ ການມີຕົວລະລາຍຮ່ວມ ຫຼື ສານເຕີມແຕ່ງ. ສານເຄມີທີ່ມີປະຈຸກົງກັນຂ້າມສາມາດຜ່ານການຫັນປ່ຽນໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ຕັ້ງແຕ່ໄມເຊວຮູບຊົງກົມ ແລະ ເວຊິເຄີລ ຈົນເຖິງໄລຍະຜລຶກແຫຼວ, ເຊິ່ງໃນທາງກັບກັນ, ສົ່ງຜົນກະທົບຢ່າງເລິກເຊິ່ງຕໍ່ການໄຫຼຂອງສ່ວນປະກອບ. ສ່ວນປະສົມຂອງສານເຄມີທີ່ຄ້າຍຄືກັບແອມໂຟເຕີຣິກ ແລະ ແອນອີອອນມັກຈະປະກອບເປັນໄມເຊວຄ້າຍຄືໜອນ (WLMs) ທີ່ຍາວອອກ, ເຊິ່ງຊ່ວຍເສີມຄຸນສົມບັດທີ່ມີຄວາມໜືດສູງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ການເຂົ້າໃຈຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກ ແລະ ຄຸນສົມບັດແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຜະລິດຕະພັນ.

ການສຶກສາທົດລອງຫຼາຍໆຄັ້ງໄດ້ສືບສວນລະບົບຖານສອງທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ເຊັ່ນ CAPB–SLES, ເພື່ອອະທິບາຍພື້ນຖານໂຄງສ້າງຈຸลະພາກຂອງຄຸນສົມບັດຂອງມັນ. ຕົວຢ່າງ, Mitrinova et al. [13] ມີຄວາມສຳພັນຂະໜາດ micelle (ລັດສະໝີໄຮໂດຣໄດນາມິກ) ກັບຄວາມໜືດຂອງສານລະລາຍໃນສ່ວນປະສົມ CAPB–SLES–medium-chain co-surfactant ໂດຍໃຊ້ rheometry ແລະການກະແຈກກະຈາຍແສງໄດນາມິກ (DLS). rheometry ກົນຈັກໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບວິວັດທະນາການໂຄງສ້າງຈຸລະພາກຂອງສ່ວນປະສົມເຫຼົ່ານີ້ ແລະສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນໄດ້ໂດຍ optical microrheology ໂດຍໃຊ້ diffusing wave spectroscopy (DWS) ເຊິ່ງຂະຫຍາຍໂດເມນຄວາມຖີ່ທີ່ສາມາດເຂົ້າເຖິງໄດ້, ຈັບພາບການເຄື່ອນໄຫວຂອງໄລຍະເວລາສັ້ນໆໂດຍສະເພາະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຂະບວນການຜ່ອນຄາຍ WLM. ໃນ DWS microrheology, ການຍົກຍ້າຍກຳລັງສອງສະເລ່ຍຂອງໂພຣບ colloidal ທີ່ຝັງຢູ່ແມ່ນຖືກຕິດຕາມໄປຕາມການເວລາ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດສະກັດເອົາໂມດູນ viscoelastic ເສັ້ນຊື່ຂອງຕົວກາງອ້ອມຂ້າງຜ່ານຄວາມສຳພັນ Stokes–Einstein ທົ່ວໄປ. ເຕັກນິກນີ້ຕ້ອງການພຽງແຕ່ປະລິມານຕົວຢ່າງໜ້ອຍທີ່ສຸດ ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເປັນປະໂຫຍດສຳລັບການສຶກສານ້ຳທີ່ສັບສົນທີ່ມີຄວາມພ້ອມຂອງວັດສະດຸຈຳກັດ, ເຊັ່ນ: ສູດທີ່ອີງໃສ່ໂປຣຕີນ. ການວິເຄາະຂໍ້ມູນ <Δr²(t)> ໃນທົ່ວສະເປກຕຣຳຄວາມຖີ່ກວ້າງຊ່ວຍໃຫ້ການປະເມີນພາລາມິເຕີຂອງໄມເຊລາເຊັ່ນ: ຂະໜາດຂອງຕາໜ່າງ, ຄວາມຍາວຂອງການຜູກພັນ, ຄວາມຍາວຂອງການຄົງຕົວ, ແລະຄວາມຍາວຂອງຮູບຮ່າງ. Amin ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສ່ວນປະສົມ CAPB–SLES ສອດຄ່ອງກັບການຄາດຄະເນຈາກທິດສະດີຂອງ Cates, ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຊັດເຈນຂອງຄວາມໜືດດ້ວຍການເພີ່ມເກືອຈົນກວ່າຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເກືອທີ່ສຳຄັນ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຄວາມໜືດຈະຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາ - ການຕອບສະໜອງທົ່ວໄປໃນລະບົບ WLM Xu ແລະ Amin ໄດ້ໃຊ້ການວັດຄວາມໜືດແບບກົນຈັກ ແລະ DWS ເພື່ອກວດສອບສ່ວນປະສົມ SLES–CAPB–CCB, ເປີດເຜີຍການຕອບສະໜອງທາງນ້ຳຂອງ Maxwellian ທີ່ຊີ້ບອກເຖິງການສ້າງ WLM ທີ່ຜູກພັນ, ເຊິ່ງໄດ້ຮັບການຢືນຢັນຕື່ມອີກໂດຍພາລາມິເຕີໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກທີ່ສະຫຼຸບໄດ້ຈາກການວັດແທກ DWS. ໂດຍອີງໃສ່ວິທີການເຫຼົ່ານີ້, ການສຶກສາໃນປະຈຸບັນໄດ້ລວມເອົາການວັດຄວາມໜືດແບບກົນຈັກ ແລະ ການວັດຄວາມໜືດແບບ DWS ເພື່ອອະທິບາຍວິທີການປັບປຸງໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂັບເຄື່ອນພຶດຕິກຳການຕັດຂອງສ່ວນປະສົມ CAPB–SMCT.

ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສຳລັບຕົວແທນທຳຄວາມສະອາດທີ່ອ່ອນໂຍນ ແລະ ຍືນຍົງກວ່າ, ການສຳຫຼວດສານເຄມີລ້າງໜ້າປະເພດ anionic ທີ່ບໍ່ມີຊູນເຟດໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມເຖິງວ່າຈະມີສິ່ງທ້າທາຍໃນການຜະລິດ. ສະຖາປັດຕະຍະກຳໂມເລກຸນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງລະບົບທີ່ບໍ່ມີຊູນເຟດມັກຈະເຮັດໃຫ້ເກີດໂປຣໄຟລ໌ rheological ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຮັດໃຫ້ຍຸດທະສາດແບບດັ້ງເດີມສຳລັບການເພີ່ມຄວາມໜືດມີຄວາມສັບສົນເຊັ່ນ: ຜ່ານເກືອ ຫຼື ການເຮັດໃຫ້ໂພລີເມີໜາຂຶ້ນ. ຕົວຢ່າງ, Yorke ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ສຳຫຼວດທາງເລືອກທີ່ບໍ່ແມ່ນຊູນເຟດໂດຍການສືບສວນຢ່າງເປັນລະບົບກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດການເປັນຟອງ ແລະ ຄຸນສົມບັດ rheological ຂອງສ່ວນປະສົມສານເຄມີລ້າງໜ້າແບບຄູ່ ແລະ ສາມທີ່ມີ alkyl olefin sulfonate (AOS), alkyl polyglucoside (APG), ແລະ lauryl hydroxysultaine. ອັດຕາສ່ວນ 1:1 ຂອງ AOS-sultaine ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການບາງລົງຂອງແຮງຕັດ ແລະ ຄຸນລັກສະນະຂອງໂຟມຄ້າຍຄືກັບ CAPB-SLES, ຊີ້ບອກເຖິງການສ້າງ WLM. Rajput ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ. [26] ໄດ້ປະເມີນສານເຄມີຊະນິດ anionic ທີ່ບໍ່ມີ sulfate ອີກຊະນິດໜຶ່ງຄື sodium cocoyl glycinate (SCGLY) ພ້ອມກັບສານເຄມີຮ່ວມທີ່ບໍ່ແມ່ນ ionic (cocamide diethanolamine ແລະ lauryl glucoside) ຜ່ານ DLS, SANS, ແລະ rheometry. ເຖິງແມ່ນວ່າ SCGLY ຢ່າງດຽວຈະສ້າງ micelles ຮູບຊົງກົມສ່ວນໃຫຍ່, ແຕ່ການເພີ່ມສານເຄມີຮ່ວມຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດສ້າງຮູບຮ່າງຂອງ micellar ທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນ, ເຊິ່ງສາມາດປັບປ່ຽນ pH ໄດ້.

ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມກ້າວໜ້າເຫຼົ່ານີ້, ແຕ່ມີການສືບສວນໜ້ອຍຢ່າງທີ່ເກົງກັນໄດ້ແນໃສ່ຄຸນສົມບັດທາງ rheological ຂອງລະບົບທີ່ບໍ່ມີຊູນເຟດແບບຍືນຍົງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ CAPB ແລະ taurates. ການສຶກສານີ້ມີຈຸດປະສົງເພື່ອຕື່ມຊ່ອງຫວ່າງນີ້ໂດຍການສະໜອງໜຶ່ງໃນລັກສະນະທາງ rheological ຢ່າງເປັນລະບົບທຳອິດຂອງລະບົບຖານສອງ CAPB–SMCT. ໂດຍການປ່ຽນແປງສ່ວນປະກອບຂອງ surfactant, pH, ແລະ ຄວາມແຂງແຮງຂອງ ionic ຢ່າງເປັນລະບົບ, ພວກເຮົາອະທິບາຍປັດໄຈທີ່ຄວບຄຸມຄວາມໜືດຂອງ shear ແລະ viscoelasticity. ໂດຍການໃຊ້ rheometry ກົນຈັກ ແລະ microrheology DWS, ພວກເຮົາຄິດໄລ່ການຈັດລຽງໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງພຶດຕິກຳການຕັດຂອງສ່ວນປະສົມ CAPB–SMCT. ການຄົ້ນພົບເຫຼົ່ານີ້ອະທິບາຍການພົວພັນລະຫວ່າງ pH, ອັດຕາສ່ວນ CAPB–SMCT, ແລະ ລະດັບ ionic ໃນການສົ່ງເສີມ ຫຼື ຍັບຍັ້ງການສ້າງ WLM, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສະເໜີຄວາມເຂົ້າໃຈໃນທາງປະຕິບັດໃນການປັບແຕ່ງໂປຣໄຟລ໌ທາງ rheological ຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ອີງໃສ່ surfactant ແບບຍືນຍົງສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳທີ່ຫຼາກຫຼາຍ.