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Turbiscan分析表面活性剂的去污性能

介绍:

去污的机理是基于表面活性剂的物理化学性质,通过表面活性剂来消除黏附表面的脂肪层。表面活性剂润湿脂肪后(水/脂肪/表面接触角的改变)减少了油脂在表层上的黏附能力。油层最终会被溶解(乳化)在水中并消除。


ARD是天然表面活性剂(烷基多糖苷),用于配制家庭护理产品。它们的非极性部分来自天然成分。此次研究目的是为了发掘天然表面活性剂乳化脂肪的潜力,它是通过测量水和油之间的界面张力以及使用Turbiscan™技术对形成的乳液进行稳定性测量。


技术原理:利用基于静态多重光散射的Turbiscan® 技术,可以向样品发送激光(880nm),并在整个样品区域上采集反向散射光 (BS) 和透射光(T)信号。通过随着时间的推移以适当的频率重复此测量,从而达到监测样品的物理稳定性的目的。


根据Mie理论,信号与颗粒浓度(φ)和大小(d)直接相关BS = f(φ,d,np,nf);(连续相(nf)和分散相(np)的折射率不变)


实验方法:

比较了三种不同的天然洗涤剂表面活性剂:

• son 1

• son 2

• paille 1


乳液使用分散机器乳化30s,其成分如下:6%的葵花籽油,3%的表面活性剂和91%的水。


使用Turbiscan直接分析乳液,在半小时内每30秒扫描一次样品。


结果

原始数据

从图1中的图表中,我们可以观察到乳液的相分离。在样品的底部(图表左侧),测量反向散射光强度降低,这意味着油滴浓度降低,在样品顶部(图表右侧)测量反向散射光强度增加,这意味着顶部油滴浓度上升。后面对于三个样品都进行了一样的测试。



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图1:样品 Paille1 的透射率与样品高度的变化


由于Turbiscan稳定性指数(TSI),可以监测样品中的不稳定动力学与老化时间的关系。它汇总了样品中检测到的所有变化(乳化、澄清、尺寸变化等)。在给定的老化时间,TSI越高,样品的稳定性越差。

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图2:样品的Turbiscan稳定性指数


使用上述结果,我们可以观察到样品“Son 1”与其他两个样品相比不太稳定。样品“Son 2”和“Paille 1”具有相近的稳定性值,但仍可以通过Turbiscan™进行区分。


颗粒迁移速率

在图3中,分析过程的时候可以根据样品底部澄清层的厚度,通过计算厚度与时间的关系曲线的斜率,得到这些乳液中液滴的迁移速率.

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图3:破乳层随时间变化的峰值厚度



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表1:根据图3计算的值

从图3和表1中,我们可以得出结论,Son1不如其他两个样品稳定,因为它显示出更快的液滴迁移。


界面张力

使用Turbiscan™获得的结果与表面张力仪给出的界面张力进行比较。

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表2:界面张力与Turbiscan结果的比较

所有结果一致,3个样品的排名相同。可见,使用Turbiscan可以更简单快速地获得结果。

雷达图也总结了获得的结果:

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结论:

本应用展示了一种在短时间内(半小时)表征不同乳化剂性能的快速简便方法。本应用表征了的三种乳化剂的不同乳化表现(乳液的稳定性)。可判断乳化的效果:(更稳定)Paille 1 > son 2 > son 1(不太稳定)



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