Статьи +7 (495) 223-18-03
8-800-600-18-03

г. Москва
 
   Главная | Выставки | Статьи | Каталоги | Склад | Новости | Партнеры | Услуги | Контакты

Оборудование (по алфавиту)
Анализаторы катализаторов
Анализаторы волокон и порошков
Анализаторы пены KRUSS
Анализаторы полимеров
Анализаторы размера частиц
Биореакторы и ферментёры
Генераторы газов
Диспергаторы лабораторные
Испарители роторные
Калориметры (выделяемое тепло)
Камеры испытательные Liebisch
Камеры климатические CTS
Камеры низкотемпературные
Камеры роста растений
Клапаны Sitec
Колонны ректификационные
Лазерные конфокальные микроскопы
Мельницы лабораторные
Мешалки лабораторные
Насосы газовые (вакуумные)
Насосы жидкостные
Печи лабораторные
Планетарные смесители
Приборы для измерения краевого угла смачивания (KRUSS)
Реакторы химические
Реакторы металлические
Реакторы проточные
Реакторы стеклянные
Реометры порошков
Стерилизаторы паровые CertoClav
Сушки лабораторные
Тензиометры KRUSS
Теплообменники
Термостаты HUBER
Тестеры фармпрепаратов
Фильтры лабораторные
Флэш-хроматографы Teledyne
Центрифуги фильтрующие
Шкафы и инкубаторы Memmert
Шланги лабораторные
Эксикаторы и перчаточные боксы
Галерея реакторов и фильтров




mistakes



Тестирование пенообразующих свойств нового мягкого состава поверхностно-активного вещества в соответствии с ASTM D1173-07

Анализ пены для PolyaldoTM 10-1-CC в сравнении с поверхностно-активными веществами сорбитана лаурата и децилгликозида ПЭГ-80

Пенообразующие свойства недавно разработанного неионного и мягкого поверхностно-активного вещества PolyaldoTM 10-1-CC были исследованы и сравнены с двумя стандартными поверхностно-активными веществами, используемыми в продуктах личной гигиены. Чтобы облегчить также надлежащую сопоставимость с возможными другими системами поверхностно-активных веществ, исследование было проведено как эталонное испытание в соответствии с хорошо установленным стандартом ASTM D1173-07 для анализа пены. Все эксперименты проводились с использованием анализатора пены KRUSS Ross Miles - RMFA, первого прибора, который позволяет проводить автоматический анализ в соответствии с ASTM D1173-07 и тем самым не оставляет места для неопределенностей в условиях эксперимента. Помимо вспениваемости и стабильности пены, как определено в стандарте ASTM, также оценивалась плотность пены, которая может коррелировать с сенсорными свойствами пены. Пена, созданная из PolyaldoTM 10-1-CC, в условиях окружающей среды показывает свойства, сравнимые с PEG-80, но превосходит это мягкое поверхностно-активное вещество при повышенной температуре 49 °C. Это исследование пены является частью более всестороннего исследования по сравнению трех поверхностно-активных веществ, которое будет опубликовано в журнале SOFW Journal.

Поверхностно-активные вещества являются важным ингредиентом средств личной гигиены, поскольку они способствуют удалению кожного сала и грязи с кожи и волос. Новые правила в отношении химических ингредиентов, а также спрос на натуральные и мягкие альтернативы подталкивают к разработке новых рецептур поверхностно-активных веществ. Одним из важных критериев при разработке рецептур поверхностно-активных веществ является их пенообразование. Объем, стабильность и сенсорные свойства образующейся пены - это аспекты, которые могут привести к коммерческому успеху готового продукта и поэтому требуют тщательного контроля и анализа.

В то время как новейшие приборы для анализа пены позволяют использовать большое количество хорошо контролируемых методов вспенивания, сложный научный анализ и параметры результатов, исследования пены следуют стандарту ASTM D1173-07, который основан на более чем 70 лет публикации, по-прежнему пользуются большой поддержкой по следующим двум причинам: во-первых, все параметры вспенивания внутренне фиксируются приборами, не оставляя места для изменения экспериментальных условий и, следовательно, устанавливая этот метод как первый выбор для тестирования новых составов. Во-вторых, метод вспенивания Росс-Майлза легко облегчает получение информации как о вспениваемости, так и о стабильности пены для высококонцентрированных растворов поверхностно-активных веществ (> 5-кратная критическая концентрация мицелл). Последняя причина, в частности, не может быть устранена некоторыми другими способами вспенивания, такими как, например, барботирование газом.

Комбинация обоих вышеуказанных пунктов также подчеркивает, почему автоматический анализ в соответствии с ASTM D1173-07 с помощью анализатора пены Ross Miles - RMFA является отличным выбором для контроля качества пенообразования для широкого диапазона систем и концентраций поверхностно-активных веществ.

Экспериментальная часть

В этом исследовании вспениваемость, стабильность пены и плотность пены недавно разработанного сверхмягкого неионогенного поверхностно-активного вещества, полиглицерилового эфира Polyaldo TM 10-1-CC, были протестированы в соответствии с ASTM D1173-07 с использованием анализатора пены Ross Miles - RMFA. (рисунок 1б). Чтобы обеспечить основу при оценке полиглицерилового эфира Polyaldo™ 10-1-CC, в исследование были включены два стандартных поверхностно-активных вещества. Сорбитана лаурат ПЭГ-80 известен своим мягким воздействием на кожу. Он содержится во многих очищающих средствах, способствующих мягкости, таких как средства по уходу за детьми и продукты, предназначенные для чувствительной кожи. Децилглюкозид - это поверхностно-активное вещество на основе алкилполиглюкозы (АПГ), полученное из спиртов растительного происхождения. Это хорошее очищающее средство для кожи и обеспечивает отличное мгновенное вспенивание очищающих составов.

Схема анализа пены Росс-Майлза

Рисунок 1 - а) Схема анализа пены Росс-Майлза до (слева) и после процесса образования пены (справа). Цветные стрелки указывают общую высоту Ht, высоту жидкости Hl и чистую высоту пены Hf, определенную прибором. б) Изображение KRUSS RMFA для автоматического анализа пены в соответствии со стандартом ASTM D1173-07

Все экспериментальные детали и информацию об автоматическом обнаружении высоты можно найти в стандарте ASTM и в других местах. В исследовании 250 мл раствора поверхностно-активного вещества вливают через отверстие диаметром 2,9 мм на высоте 90 см в 50 мл того же раствора поверхностно-активного вещества. Затем прибор определяет границы жидкость/пена и пена/воздух с помощью светопропускания в зависимости от времени со скоростью до 20 показаний в секунду. В отличие от этого высокого временного разрешения, стандарт ASTM ограничивает параметры результата только полной высотой при максимальном значении после вспенивания и через одну, три и пять минут после точки максимальной общей высоты. Эксперименты проводились при двух различных температурах, 25 °C и 49 °C, в соответствии со стандартом ASTM. Для этого объемы приемника жидкости и резервуара были предварительно нагреты до желаемой температуры перед заполнением прибора. Стеклянная колонка прибора с двойными стенками поддерживалась при желаемых температурах с помощью внешнего циркуляционного насоса, гарантирующего постоянные температуры жидкости и пены на протяжении всего эксперимента. Для всех трех поверхностно-активных веществ были приготовлены разбавления 0,5 г/л в дистиллированной воде и измерены с использованием RMFA в течение 24 часов после подготовки образца. Каждый образец измеряли в трех экземплярах.

Результаты и обсуждение

На рисунке 2 показаны типичные кривые зависимости от времени общей высоты и чистой высоты пены для всех трех поверхностно-активных веществ (децил глюкозид, Polyaldo™ 10-1-CC и ПЭГ-80 сорбитан лаурат) при 25 °C. Эти кривые содержат различную информацию, но для простоты мы сосредоточимся здесь на параметрах результатов ASTM, обозначенных также стрелками на рисунке 2.

Сравнение чистой высоты пены и общей высоты как функции времени

Рисунок 2 - Сравнение чистой высоты пены и общей высоты как функции времени для всех трех исследованных поверхностно-активных веществ. Стрелки указывают дискретные временные шаги t0, t1, t2, t3, как определено в стандарте ASTM. Значения на этих временных шагах автоматически считываются программным обеспечением KRUSS ADVANCE.

На рисунке 3 показано сравнение стандартных результатов ASTM для всех трех образцов, исследованных при 25 °C и 49 °C. Погрешности отражают стандартные отклонения, полученные как минимум в трех последовательных экспериментах. При обеих температурах АПГ показывает значительно более высокий начальный объем пены и лучшую стабильность пены, чем сложный полиглицериловый эфир Polyaldo™ 10-1-CC и сорбитанлаурат ПЭГ-80.

В то время как при 25 °C сложный полиглицериловый эфир Polyaldo™ 10-1-CC демонстрирует поведение пены, очень схожее с сорбитанлауратом ПЭГ-80, при 49 °C он явно превосходит последний с точки зрения как начальной высоты пены, так и стабильности пены. Полиглицериловый эфир и Polyaldo™ 10-1-CC демонстрирует увеличение начальной высоты пены с температурой. Это можно интуитивно понять, учитывая повышенную подвижность поверхностно-активного вещества и изменения поверхностного натяжения и вязкости.

Однако сорбитана лаурат ПЭГ-80 показывает меньшую пенообразующую способность при повышении температуры. Это связано с хорошо известным поведением полисорбата 80 при гидролизе в водной среде при повышенной температуре.

Сравнение стандартных результатов ASTM для трех образцов

Рисунок 3 - Сравнение стандартных результатов ASTM для трех образцов, исследованных при 25 °C (вверху) и 49 °C (внизу)

Измерение высоты жидкости в зависимости от времени дает информацию о начальной плотности пены (т.е. влажности) и ее дренаже поведение. Оба являются ценной информацией, выходящей за рамки стандартных параметров результатов ASTM. Помимо объема пены, важными параметрами, описывающими влажность пены, являются начальная плотность пены и ее зависимость от времени. Плотность пены определяется как отношение максимального объема жидкости, хранящейся в пене, к чистому объему пены. Плотность пены может влиять на стабильность пены, но также считается, среди прочего, что она связана с сенсорными свойствами пены. На рисунке 4 показано сравнение начальных максимальных плотностей пены.

Сравнение максимальной плотности пены всех трех исследованных поверхностно-активных веществ при 25 °C и 49 °C

Рисунок 4 - Сравнение максимальной плотности пены всех трех исследованных поверхностно-активных веществ при 25 °C и 49 °C

В то время как при 25 °C АПГ может хранить в пене примерно в два раза больше жидкости, при 49 °C плотность пены (т.е. влажность) АПГ превышает таковую у полиглицерилового эфира Polyaldo ™ 10-1-CC и сорбитана лаурата ПЭГ-80. только примерно на 50 %. Опять же, по сравнению с сорбитанлауратом ПЭГ-80, сложный полиглицериловый эфир Polyaldo ™ 10-1-CC показывает сопоставимую плотность пены при 25 °C, но значительно более высокую при 49 °C.

Результаты

Подводя итог, по сравнению с АПГ, сложный полиглицериловый эфир Polyaldo™ 10-1-CC демонстрирует незначительные пенообразующие свойства с точки зрения начальной высоты пены, стабильности пены и влажности, но он явно совместим с сорбитанлауратом PEG-80 при 25 °C и даже превосходит его при повышенных температурах.

Недавно выпущенный KRUSS RMFA способствовал этому сравнительному исследованию пенообразующих свойств с максимальной воспроизводимостью, что привело к минимальным значениям погрешностей. В сочетании с ASTM D1173-07 (который реализован в приборе и программном обеспечении) это гарантирует хорошую воспроизводимость между лабораториями и позволит проводить дальнейшие сравнительные исследования на основе данных, представленных здесь.

Это исследование пены Росс-Майлза является частью более всестороннего исследования, в котором сравниваются также основные свойства (например, цвет, вязкость, значение pH и т.д.), поверхностное натяжение, критическая концентрация мицелл и структура пены (т.е. распределение размеров пузырьков) трех исследуемых поверхностно-активных веществ для публикации в журнале SOFW Journal.

 Создание сайта — Вячеслав Курашенко
© 2008-2021 Tirit.org - ООО | Карта сайта