ድምቀቶች
● የሁለትዮሽ ሰልፌት-ነጻ surfactant ድብልቆች ሪዮሎጂ በሙከራ ተለይቶ ይታወቃል።
● የፒኤች፣ የቅንብር እና የአዮኒክ ትኩረት ውጤቶች ስልታዊ በሆነ መንገድ ይመረመራሉ።
● CAPB፡SMCT surfactant mass ratio 1፡0.5 ከፍተኛውን የመሸርሸር viscosity ይገነባል።
● የሼር viscosity ከፍተኛውን ለመድረስ ከፍተኛ የጨው ክምችት ያስፈልጋል።
● ከDWS የሚገመተው የMicellar ኮንቱር ርዝመት ከሸለተ viscosity ጋር በጥብቅ ይዛመዳል።
ረቂቅ
የቀጣይ ትውልድ ሰልፌት-ነጻ surfactant መድረኮችን ለመከታተል፣ አሁን ያለው ሥራ የውሃ Cocamidopropyl Betaine (CAPB) -ሶዲየም ሜቲል ኮኮይል ታውሬት (SMCT) ድብልቅን በተለያዩ ቅንብር፣ ፒኤች እና ionክ ጥንካሬ ላይ ለመጀመሪያ ጊዜ ስልታዊ የሪኦሎጂካል ምርመራ አንዱን ያቀርባል። CAPB-SMCT የውሃ መፍትሄዎች (ጠቅላላ ንቁ የሰርፋክታንት ክምችት 8-12 ወ.%) በበርካታ የክብደት ሬሾዎች ተዘጋጅተዋል፣ ከፒኤች 4.5 እና 5.5 ጋር ተስተካክለው እና ከNaCl ጋር። ቋሚ እና የሚወዛወዝ ሸለተ ልኬት የማክሮስኮፒክ ሸለተ viscosity በቁጥር፣የሞገድ ስፔክትሮስኮፒ (DWS) ማይክሮ ሔሎጅ ድግግሞሹን የተፈታ viscoelastic moduli እና የባህሪ ሚሴላር ርዝመት ሚዛኖችን አቅርቧል። ከጨው ነፃ በሆኑ ሁኔታዎች፣ ቀመሮቹ የኒውቶኒያን ሪኦሎጂን ከከፍተኛው ሸለተ viscosities ጋር በ CAPB፡SMCT የክብደት ጥምርታ 1፡0.5፣ ይህም የተሻሻለ የካቲክ-አኒዮኒክ የጭንቅላት ቡድን ድልድይነትን ያሳያል። ፒኤች ከ 5.5 ወደ 4.5 ዝቅ ማድረግ በ CAPB ላይ የበለጠ የተጣራ አወንታዊ ክፍያን ሰጥቷል፣በዚህም ኤሌክትሮስታቲክ ውስብስብነትን ከሙሉ አኒዮኒክ SMCT ጋር በማጉላት እና የበለጠ ጠንካራ የማይክላር ኔትወርኮችን መፍጠር። ስልታዊ የጨው መደመር የተቀየረ የጭንቅላት ቡድን-የቡድን አፀያፊዎችን ፣የሞርፎሎጂካል ዝግመተ ለውጥን ከልዩ ሚሴል ወደ ረዘሙ ፣ትል መሰል ድምር። ዜሮ-ሼር viscosities በኤሌክትሮስታቲክ ድርብ-ንብርብር ማጣሪያ እና በማይክላር ማራዘሚያ መካከል ያለውን ውስብስብ ሚዛን በማሳየት በወሳኝ የጨው-ወደ-ሰርፋክተር ሬሾዎች (R) ላይ የተለየ ከፍተኛ መጠን አሳይቷል። DWS ማይክሮ ሆሎጅ እነዚህን የማክሮስኮፒክ ምልከታዎች አረጋግጧል፣ የተለየ የማክስዌሊያን ስፔክትራን በ R ≥ 1 አሳይቷል፣ ከድግግሞሽ የበላይነት የመሰባበር-ዳግም ውህደት ስልቶች ጋር የሚስማማ። በተለይም ጥልፍልፍ እና የመቆየት ርዝመቶች በአዮኒክ ጥንካሬ በአንጻራዊነት የማይለዋወጡ ሆነው ቆይተዋል፣ የኮንቱር ርዝመት ግን ከዜሮ-ሼር viscosity ጋር ጠንካራ ትስስር አሳይቷል። እነዚህ ግኝቶች የ micellar elongation እና ቴርሞዳይናሚክ ውህደት ፈሳሽ viscoelasticity በመቆጣጠር ረገድ ያለውን ወሳኝ ሚና አጽንዖት, ክፍያ ጥግግት, ስብጥር እና ion ሁኔታዎች ትክክለኛ ቁጥጥር በኩል ምህንድስና ከፍተኛ አፈጻጸም ሰልፌት-ነጻ surfactants የሚሆን ማዕቀፍ በማቅረብ.
ስዕላዊ መግለጫ
መግቢያ
በተቃራኒ ቻርጅ የተሞሉ ዝርያዎችን የሚያካትቱ የውሃ ሁለትዮሽ ሰርፋክታንት ሲስተሞች በበርካታ የኢንዱስትሪ ዘርፎች ማለትም መዋቢያዎች፣ ፋርማሲዩቲካልስ፣ አግሮኬሚካል ኬሚካሎች እና የምግብ ማቀነባበሪያ ኢንዱስትሪዎች በስፋት ተቀጥረዋል። የእነዚህ ስርአቶች ሰፊ ተቀባይነት በዋነኛነት የተሻሻለው በተለያዩ ቀመሮች ውስጥ የተሻሻለ አፈፃፀምን በሚያስችለው የፊት ገጽታ እና rheological ተግባራዊነት ምክንያት ነው። የእንደዚህ አይነት ተንጠልጣይ እራስን መሰብሰብ ወደ ትል መሰል ፣የተጠላለፈ ውህድ ስብስብ በከፍተኛ ደረጃ ሊስተካከል የሚችል የማክሮስኮፒክ ባህሪያትን ይሰጣል ፣የጨመረው viscoelasticity እና የፊት መጋጠሚያ ውጥረትን ይቀንሳል። በተለይም የ anionic እና zwitterionic surfactants ውህዶች በገጽታ እንቅስቃሴ፣ viscosity እና interface stress modulation ላይ የተመጣጠነ ማሻሻያዎችን ያሳያሉ። እነዚህ ባህሪያት የሚመነጩት በፖላር ጭንቅላት ቡድኖች እና በሃይድሮፎቢክ ጅራቶች መካከል በተጠናከረ የኤሌክትሮስታቲክ እና ስቴሪክ መስተጋብር ነው ፣ ከነጠላ-ሰርፋክተር ስርዓቶች ጋር በማነፃፀር ፣ አፀያፊ ኤሌክትሮስታቲክ ኃይሎች ብዙውን ጊዜ የአፈፃፀም ማመቻቸትን ይገድባሉ።
Cocamidopropyl betaine (CAPB፤ SMILES፡ CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCN+(C)CC([O−])=O) በመጠኑ የማጽዳት ቅልጥፍና እና ፀጉርን የማቀዝቀዝ ባህሪያቶች በመዋቢያዎች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ አምፖተሪክ ሰርፋክትንት ነው። የ CAPB ዝዊተሪዮኒክ ተፈጥሮ ኤሌክትሮስታቲክ ውህደት ከአኒዮኒክ surfactants ጋር፣ የአረፋ መረጋጋትን ያሳድጋል እና የላቀ የአጻጻፍ አፈጻጸምን ያሳድጋል። ባለፉት አምስት አስርት ዓመታት ውስጥ፣ CAPB ድብልቆች ከሰልፌት ላይ ከተመሠረቱ እንደ CAPB–ሶዲየም ላውረል ኤተር ሰልፌት (SLES) ያሉ፣ በግል የእንክብካቤ ምርቶች ላይ መሰረት ሆነዋል። ሆኖም፣ በሰልፌት ላይ የተመሰረቱ ተተኪዎች ውጤታማነት ቢኖራቸውም፣ የቆዳ የመበሳጨት አቅማቸው እና የ 1,4-dioxane መኖር፣ የethoxylation ሂደት ውጤት የሆነው ስጋቶች፣ ከሰልፌት-ነጻ አማራጮች ላይ ፍላጎት እንዲኖራቸው አድርጓል። ተስፋ ሰጭ እጩዎች እንደ ታውሬትስ፣ sarcosinates እና glutamates ያሉ አሚኖ-አሲድ ላይ የተመረኮዙ ህዋሳትን ያጠቃልላሉ፣ ይህም የተሻሻለ ባዮኬሚካላዊነት እና መለስተኛ ባህሪያትን ያሳያል [9]። የሆነ ሆኖ የእነዚህ አማራጮች በአንጻራዊነት ትላልቅ የዋልታ ጭንቅላት ቡድኖች ብዙውን ጊዜ በከፍተኛ ደረጃ የተጠለፉ የማይክላር መዋቅሮችን መፈጠርን ያደናቅፋሉ, ይህም የሪዮሎጂካል ማሻሻያዎችን መጠቀም ያስፈልገዋል.
ሶዲየም ሜቲል ኮኮይል ታውሬት (SMCT; SMILES:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) እንደ ሶዲየም ጨው የተሰራ አኒዮኒክ surfactant ነው በN-methyltaurine (2-methylaminoethanesulfonic acid) ከኮኮናት የተገኘ የሰባ አሲድ ሰንሰለት አሚድ በማጣመር። SMCT ከጠንካራ አኒዮኒክ ሰልፎኔት ቡድን ጋር ከአሚድ ጋር የተገናኘ የ taurine ጭንቅላት ቡድን አለው፣ይህም ባዮግራዳላይድ እና ከቆዳ ፒኤች ጋር ተኳሃኝ ያደርገዋል፣ይህም ከሰልፌት-ነጻ ውህዶችን ለመስራት ተስፋ ሰጪ እጩ አድርጎታል። Taurate surfactants በጠንካራ እጥበት፣ ጠንካራ ውሃ የመቋቋም ችሎታ፣ ገርነት እና ሰፊ የፒኤች መረጋጋት ተለይተው ይታወቃሉ።
የሪዮሎጂካል መለኪያዎች፣ ሸለተ viscosity፣ viscoelastic moduli፣ እና የውጤት ጭንቀትን ጨምሮ በሰርፋክታንት ላይ የተመሰረቱ ምርቶችን መረጋጋት፣ ሸካራነት እና አፈጻጸምን ለመወሰን ወሳኝ ናቸው። ለምሳሌ፣ ከፍ ያለ የሼር viscosity የንዑስ ፕላስተር ማቆየትን ሊያሻሽል ይችላል፣ ነገር ግን የምርት ጭንቀት አጻጻፉ ከመተግበሪያው በኋላ በቆዳ ወይም በፀጉር ላይ ያለውን ጥብቅነት ይቆጣጠራል። እነዚህ የማክሮስኮፒክ ሪዮሎጂካል ባህሪያት በበርካታ ምክንያቶች የተስተካከሉ ናቸው, ይህም የሱሪክታንት ትኩረትን, ፒኤች, የሙቀት መጠንን እና የአብሮ ሟሞችን ወይም ተጨማሪዎችን መኖርን ጨምሮ. በተቃራኒ ቻርጅ የተሞሉ ሰርፊኬተሮች ከሉላዊ ማይክል እና ቬሴሴል እስከ ፈሳሽ ክሪስታላይን ደረጃዎች የሚደርሱ የተለያዩ ጥቃቅን ሽግግሮች ሊደረጉ ይችላሉ, ይህም በተራው, የጅምላ ሪዮሎጂን በእጅጉ ይነካል. የአምፕሆተሪክ እና አኒዮኒክ ሰርፋክተሮች ድብልቅ ብዙውን ጊዜ ረዣዥም ትል መሰል ሚሴልስ (WLMs) ይመሰርታሉ፣ ይህም viscoelastic ባህርያትን በእጅጉ ያሳድጋል። የጥቃቅን-ንብረት ግንኙነቶችን መረዳት፣ስለዚህ የምርት አፈጻጸምን ለማመቻቸት ወሳኝ ነው።
በርካታ የሙከራ ጥናቶች እንደ CAPB-SLES ያሉ ተመሳሳይ ሁለትዮሽ ስርዓቶችን የንብረቶቻቸውን ጥቃቅን መሠረተ ልማቶች ለማብራራት መርምረዋል። ለምሳሌ, Mitrinova et al. [13] ተዛማጅ ሚሴል መጠን (ሃይድሮዳይናሚክ ራዲየስ) በ CAPB-SLES-መካከለኛ-ሰንሰለት አብሮ-surfactant ድብልቆች ውስጥ የመፍትሄው viscosity ሪዮሜትሪ እና ተለዋዋጭ የብርሃን መበታተን (DLS) በመጠቀም። ሜካኒካል ሪዮሜትሪ የእነዚህን ድብልቆች ማይክሮስትራክቸራል ዝግመተ ለውጥ ግንዛቤን ይሰጣል እና በኦፕቲካል ማይክሮሄረሎጂ ሊጨምር የሚችለው በተበታተነ ሞገድ ስፔክትሮስኮፒ (DWS) በመጠቀም ተደራሽ የሆነውን የፍሪኩዌንሲንግ ጎራ ያስረዝማል፣ ይህም የአጭር ጊዜ ተለዋዋጭ ለውጦችን በተለይም ከደብሊውኤም ኤም ዘና ሂደቶች ጋር የተያያዘ ነው። በDWS ማይክሮ ሆሎጅ ውስጥ፣ የተከተቱ የኮሎይድ መመርመሪያዎች አማካኝ ካሬ መፈናቀል በጊዜ ሂደት ክትትል ይደረግበታል፣ ይህም በዙሪያው ያለውን መካከለኛ የመስመራዊ ቫይስኮላስቲክ ሞዱሊ በጠቅላላ የስቶክስ-አንስታይን ግንኙነት በኩል ለማውጣት ያስችላል። ይህ ዘዴ አነስተኛ የናሙና መጠኖችን ብቻ የሚፈልግ ስለሆነ ውስብስብ ፈሳሾችን ለማጥናት በጣም ጠቃሚ ነው ። የ< Δr²(t)> በሰፊ የድግግሞሽ ስፔክትራ ላይ ያለው መረጃ ትንተና እንደ ጥልፍልፍ መጠን፣ ጥልፍ ርዝመት፣ የፅናት ርዝመት እና የቅርጽ ርዝመት ያሉ የማይክላር መለኪያዎችን ግምትን ያመቻቻል። አሚን እና ሌሎች የCAPB–SLES ድብልቆች ከካትስ ቲዎሪ ትንበያዎች ጋር የሚጣጣሙ መሆናቸውን አሳይተዋል፣ይህም ከጨው በተጨማሪም የጨው ክምችት ጋር ጉልህ የሆነ የ viscosity ጭማሪ ያሳያል። ምስረታ፣ እሱም ከDWS መለኪያዎች በተገመቱ ጥቃቅን መዋቅራዊ መለኪያዎች የበለጠ የተረጋገጠው። በእነዚህ ዘዴዎች ላይ በመመሥረት፣ አሁን ያለው ጥናት የ CAPB–SMCT ድብልቆችን የሸርተቴ ባህሪ እንዴት እንደሚያንቀሳቅሱ ለማብራራት የሜካኒካል ሪዮሜትሪ እና የDWS ማይክሮ ሔሎሎጂን ያዋህዳል።
ለስለስ ያለ እና ዘላቂነት ያለው የጽዳት ወኪሎች ፍላጎት እየጨመረ ከመጣው አንጻር፣ ከሰልፌት ነፃ የሆነ አኒዮኒክ ሰርፋክታንትስ የማዘጋጀት ፈተናዎች ቢኖሩትም ከፍተኛ ፍጥነት አግኝቷል። ከሰልፌት-ነጻ የሆኑት ሞለኪውላዊ አርክቴክቸር ብዙውን ጊዜ የተለያዩ የአርዮሎጂ መገለጫዎችን ይሰጣሉ፣ ይህም እንደ ጨው ወይም ፖሊሜሪክ ውፍረት ያሉ የ viscosity ማበልጸጊያ ስልቶችን ያወሳስበዋል። ለምሳሌ, Yorke et al. አልኪል ኦሌፊን ሰልፎኔት (AOS)፣ አልኪል ፖሊግሉኮሳይድ (ኤፒጂ) እና ላውረል ሃይድሮክሲሱልታይን ያላቸውን የሁለትዮሽ እና የሶርፋክታንት ድብልቆችን የአረፋ እና የሪኦሎጂካል ባህሪያት ስልታዊ በሆነ መንገድ በመመርመር ሰልፌት ያልሆኑ አማራጮችን መርምሯል። የ 1፡1 ጥምርታ የAOS–sultaine መሸርሸር እና የአረፋ ባህሪያትን ከCAPB–SLES ጋር የሚመሳሰል ሲሆን ይህም የWLM ምስረታ ያሳያል። Rajput እና ሌሎች. [26] ሌላ ከሰልፌት ነፃ የሆነ አኒዮኒክ ሰርፋክታንት ሶዲየም ኮኮይል ግሊሲኔት (SCGLY) ከኖኒዮኒክ ተባባሪ-surfactants (cocamide diethanolamine እና lauryl glucoside) ጋር በDLS፣ SANS እና rheometry ገምግሟል። ምንም እንኳን SCGLY ብቻውን በዋናነት ሉል ሉል ሚሴሎችን የፈጠረ ቢሆንም፣ አብሮ-surfactant መደመር በፒኤች-የሚመራ ሞጁሌሽን የሚመቹ ይበልጥ ውስብስብ የሆኑ የማይክላር ሞርሞሎጂዎችን መገንባት አስችሏል።
ምንም እንኳን እነዚህ እድገቶች ቢኖሩም፣ በአንጻራዊ ሁኔታ ጥቂት ምርመራዎች CAPB እና tauratesን የሚያካትቱ ዘላቂ ሰልፌት-ነጻ ሥርዓቶችን ሥነ-መለኮታዊ ባህሪያት ላይ ያነጣጠሩ ናቸው። ይህ ጥናት የCAPB–SMCT የሁለትዮሽ ስርዓት የመጀመሪያ ስልታዊ ሪዮሎጂካል ባህሪያት አንዱን በማቅረብ ይህንን ክፍተት ለመሙላት ያለመ ነው። ስልታዊ በሆነ መልኩ የsurfactant ስብጥርን፣ ፒኤች እና ionክ ጥንካሬን በመለዋወጥ የሼር viscosity እና viscoelasticity የሚቆጣጠሩትን ምክንያቶች እናብራራለን። በሜካኒካል ሪዮሜትሪ እና በDWS ማይክሮ ሔሎጅ በመጠቀም፣ የCAPB-SMCT ድብልቆችን የመቁረጥ ባህሪ መሠረት የሆኑትን ጥቃቅን መዋቅራዊ አደረጃጀቶችን እናሰላለን። እነዚህ ግኝቶች የWLM ምስረታን በማስተዋወቅ ወይም በመከልከል በፒኤች፣ CAPB-SMCT ጥምርታ እና ionic ደረጃዎች መካከል ያለውን መስተጋብር ያብራራሉ፣ በዚህም ዘላቂ surfactant ላይ የተመሰረቱ ምርቶችን ለተለያዩ የኢንዱስትሪ አተገባበርዎች ለማበጀት ተግባራዊ ግንዛቤዎችን ይሰጣል።
የልጥፍ ጊዜ፡- ኦገስት-05-2025