курс «СОЗДАЁМ РОСКОШНЫЕ ВОЛОСЫ».

здесь вы можете задать любой вопрос
вопрос
Здесь вы можете задать любой вопрос
в удобном для вас мессенджере.

Чтобы вернуться к курсу нажмите
на кнопку «Вопрос»
Дополнительный материал.
Загущение солью.
СИНЕРГИЯ СОЛИ И ПАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ВЯЗКОСТИ МОЮЩИХ СРЕДСТВ.

☝️Как известно, при разработке рецептур жидких моющих средств есть определенные сложности.

❗️Один из интригующих аспектов этого процесса - роль обычного ингредиента: хлорида натрия или соли в регулировании вязкости продукта.

🧂 Соль - важнейший компонент рецептур жидких моющих средств, используемый в качестве дешевого загустителя для повышения вязкости и регулирования консистенции.

☝️Это связано с тем, что ионы соли (например, а и СІ) взаимодействуют с гидрофильными головными группами молекул ПАВ, заставляя их плотнее прилегать друг к другу.

☝️В результате усиливается взаимодействие между молекулами ПАВ и образуется более плотная мицеллярная сеть, что приводит к повышению вязкости.
❓Как же это явление может помочь в создании более эффективных чистящих и моющих средств?

ПАВ - основа любой рецептуры моющих средств.

Эти вещества обладают уникальной способностью снижать поверхностное натяжение воды, облегчая ее взаимодействие с маслами и жирами и удаление их с поверхностей.

Это обусловлено амфифильной природой ПАВ, то есть они содержат гидрофильную, так и липофильную части.

Гидрофильная часть ПАВ, часто называемая головкой, притягивается к воде.
С другой стороны, липофильная часть, или хвост, притягивает масла и жиры.

Такая структура позволяет ПАВ обволакивать и оттягивать на себя грязь и жиры, позволяя воде смывать их.

В контексте жидких моющих средств ПАВ также играют роль в увеличении вязкости густоты или сопротивления течению моющего средства.

При добавлении ПАВ в раствор они самособираются в структуры, называемые мицеллами, при достижении определенной концентрации - критической концентрацией мицелл (ККМ).

Мицелла образуется, когда гидрофобные хвосты молекул ПАВ группируются вместе, укрываясь от воды, а гидрофильные головки направлены наружу, взаимодействуя с окружающими молекулами воды.

При увеличении концентрации ПАВ выше КМЦ мицеллы начинают собираться вместе, образуя более крупные структуры, что может значительно увеличить вязкость раствора.

Вначале мицеллы ПАВ имеют сферическую форму, но по мере увеличения концентрации они превращаются в стержнеобразные, а затем в плотноупакованные гексагональные структуры.

Эта трансформация сопровождается существенным увеличением вязкости раствора.

Добавление соли в раствор ПАВ может оказывать существенное влияние на образование мицелл и вязкость раствора.

Присутствие в водной фазе таких электролитов, как соль, может стимулировать образование большего количества мицелл, снижая КМЦ.

Это происходит потому, что ионы соли экранируют заряды на молекулах ПАВ, уменьшая отталкивание между ними и побуждая их образовывать больше мицелл. Однако влияние соли на вязкость нелинейно.

Вначале добавление соли увеличивает вязкость раствора ПАВ, так как образуется больше мицелл. Однако после достижения пика дальнейшее добавление соли (пересол) может привести к снижению вязкости.

Это связано с тем, что пересол приводит к сжатию двойного электрического слоя вокруг мицеллы, что приводит к увеличению сил притяжения между мицеллами и вызывает их агрегацию и образование более крупных структур.

Это явление известно как высаливание.
НА ЗАМЕТКУ!

Образование мицелл при увеличенииконцентрации молекул ПАВ в воде.

1️⃣При очень низких концентрациях присутствуют отдельные молекулы. Вязкость примерно такая же, как у воды.

2️⃣ При более высоких концентрациях молекулы объединяются в сферические мицеллы. Вязкость примерно в 100 раз больше, чем у неассоциированного раствора.

3️⃣ При увеличении концентрации ПАВ, сопровождающемся уменьшением числа молекул воды, сферические мицеллы ( превращаются в цилиндры. Вязкость при этом примерно в 1000 раз превышает вязкость неассоциированного раствора.

4️⃣ При высоких концентрациях ПАВ и уменьшении концентрации воды цилиндры образуют гексагональную форму. Вязкость примерно в 10 000 раз больше, чем у неассоциированного раствора.
Поэтому при определении количества соли, добавляемой в состав моющего средства, необходимо соблюдать тонкий баланс.

📍Правильно подобранное количество соль может повысить вязкость моющего средства до необходимого уровня, а пересол - ее снизить.

📍Поэтому следуе тщательно контролировать содержание соли в моющих средствах для достижения требуемой вязкости и эффективности очистки.

Хотя концепция использования соли в качестве вязкостного агента справедлива для многих ПАВ, важно отметить что не все ПАВ могут быть эффективно загущены солью.

📍Реакция на соль у разных классов ПАВ различна.

Ниже приведены некоторые примеры:

1️⃣ Алкилсульфаты (например, лаурилсульфат натрия SLS): эти ПАВ отлично реагируют на соль для загущения.

2️⃣ Алкилэфирсульфаты (например, лауретсульфат натрия - SLES) демонстрируют хорошую реакцию на загущение при добавлении соли.

3️⃣ Сульфосукцинаты (например, Disodium Laureth Sulfosuccinate): эти ПАВ НЕ загустевают при добавлении соли.

4️⃣ Изетионаты жирных кислот (например, кокоилизетионат натрия) хорошо реагируют на добавление соли для за гущения.

5️⃣ Тауриды жирных кислот (например, кокоилметилтаура натрия) отлично реагируют на соль для загущения.

6️⃣ Ацилглутаматы (например, кокоилглутамат натрия): как и сульфосукцинаты, эти ПАВ НЕ загущаются солью.

7️⃣ Ацилсаркозинаты (например, лаурилсаркозинат натрия): они немного загустевают при добавлении соли.

8️⃣ Амфотерные ПАВ (например, кокамидопропилбетаин, гидроксисульфаты) и неионные ПАВ (например, алкилглюкозиды): эти категории ПАВ также НЕ загущаются солью.

📍Неодинаковая реакция различных ПАВ на соль показывает, что для создания эффективного и стабильного жидкого моющего средства недостаточно просто добавить соль, а требуется глубокое понимание химии ПАВ и их взаимодействия с солью.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ДОБАВЛЕНИЮ СОЛИ ДЛЯ ЗАГУЩЕНИЯ МОЮЩИХ СРЕДСТВ.

Для эффективного регулирования вязкости жидких моющих средств важно понимать, как правильно добавлять соль в практическом производстве.

1️⃣ Отрегулируйте рН суспензии.

Прежде чем приступить к добавлению соли, необходимо убедиться, что рН суспензии сбалансирован. рН может оказывать значительное влияние на вязкость моющего средства.

Резкое изменение рН способно привести либо к скачку, либо к падению вязкости.

📍Обычно оптимальный уровень рН для большинства моющих средств находится в диапазоне 7-9.

2️⃣ Предварительно растворите соль.

Не стоит добавлять сухую соль непосредственно в суспензию, предварительно растворите ее в небольшом количестве воды.

Это обеспечит равномерное распределение соли в моющей смеси, что приведет к получению более однородного продукта с равномерной вязкостью.

3️⃣ Добавляйте соль постепенно.

Добавляйте соль с шагом 0,3-0,5% масс. за один раз. После каждого добавления как следует перемешайте смесь и только потом добавляйте еще.

4️⃣ Контролируйте вязкость.

Внимательно следите за изменением вязкости после каждого добавления соли. Очень важно не допустить пересола, который может привести к необратимому разжижению моющего средства. Для получения точных результатов используйте вискозиметр.

5️⃣ Учитывайте тип ПАВ.

Всегда помните, что не все ПАВ реагируют на соль одинаково. При добавлении соли следует учитывать природу ПАВ в рецептуре. Соблюдение этих простых рекомендаций в процессе производства позволит лучше контролировать вязкость продукта, что приведет к созданию высококачественных рецептур моющих средств.
ОПТИМИЗАЦИЯ КОМБИНАЦИИ ПАВ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПОВЫШЕНИЯ ВЯЗКОСТИ.

Как уже отмечалось, ПАВ - основа рецептур моющих средств, но их введение не сводится к простому добавлению и перемешиванию.

Это стратегический подбор и комбинирование различных ПАВ - так называемая оптимизация рецептуры, направленная на максимальное повышение эффективности и производительности конечного продукта.

В результате такого сочетания возникает "синергия ПАВ", когда общая эффективность превосходит индивидуальный вклад.

Типичный пример эффективной комбинации ПАВ, значительно повышающей вязкость моющих средств, -
📍Лауретсульфат натрия ( SLES) или лаурилсульфат натрия (SLS) в сочетании с
📍кокамидопропилбетаином или кокамидом (DEA).

Такая синергия часто проявляется в улучшении моющих свойств, усилении пенообразования, улучшении эмульгирования или диспергирования загрязнений, а также в значительном повышении вязкости.

📍Оптимизация систем ПАВ позволяет повысить эффективность моющих средств, что ведет к снижению концентраций, а следовательно, и затрат, и способствует производству экологически чистых продуктов.

📍Однако создание таких комбинаций требует глубокого понимания свойств ПАВ и их взаимодействия.

На взаимодействие ПАВ в рецептуре влияют такие факторы, как гидрофильно-липофильный баланс, заряд ПАВ, длина углеводородной цепи.

📍При тщательном тестировании и корректировке оптимизация может существенно повлиять на вязкость, что скажется на эффективности применения и очищающих свойствах моющего средства.
ИЗУЧЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ФАКТОРОВ (МЕТОДОВ) ПОВЫШЕНИЯ ВЯЗКОСТИ МОЮЩИХ СРЕДСТВ.

📍Бесспорно, что соль играет важную роль в регулировании вязкости моющих средств, однако не менее важно признать, что она не единственный фактор.

Другие факторы и методы также могут эффективно повышать вязкость моющих средств, предлагая разработчикам различные пути достижения желаемой консистенции.

Например, выбор ПАВ и их концентрация существенно влияют на вязкость раствора.

📍Так, добавление вторичного ПАВ может повысить вязкость моющего средства.

📍К примеру, те же комбинации лауретсульфата натрия (SLES) или лаурилсульфата натрия (SLS) в сочетании с кокамидопропилбетаином или кокамидом DEA.

Помимо ПАВ и соли, важную роль играют и другие вязкостные добавки.

К ним относятся натуральные камеди, эфиры целлюлозы и синтетические полимеры.

📍Кроме того, на вязкость может влиять процесс составления рецептуры, в частности, последовательность и способ смешивания ингредиентов.

Например, добавление гидрофильного растворителя способно изменять вязкость моющего средства.

📍Это может повлиять на солюбилизацию ПАВ и мицеллообразование, что в конечном итоге сказывается на моющей способности состава.

📍Наконец, необходимо помнить, что помимо химического состава на вязкость моющих средств могут влиять и внешние условия, такие как температура и механические нагрузки при смешивании и хранении.

📍В заключение следует отметить, что искусство создания эффективных жидких моющих средств - это тонкая балансировка, в которой переплетаются сложные элементы, одним из которых является понимание роли соли.

Соль, будучи электролитом в растворе моющего средства, играет важнейшую роль в регулировании вязкости продукта, в первую очередь способствуя образованию более плотной мицеллярной сети за счет взаимодействия с молекулами ПАВ.

📍Понимание основных факторов, влияющих на образование мицелл, таких как концентрация ПАВ и добавление соли, - неотъемлемая часть управления вязкостью моющих средств.

📍Не все ПАВ одинаково реагируют на соль, что требует разумного дозирования загустителя воизбежание пересола, который может привести к необратимому разжижению.

📍Кроме того, слишком большое количество соли может привести к нестабильности моющего средства, вызывая разделение фаз или выпадение осадка.

📍С другой стороны, правильное количество соли помогает сохранить стабильность моющего средства, повышая его вязкость.

Тип и качество воды также могут влиять на количество необходимой для загущения состава соли.

📍Жесткая вода, содержащая такие ионы, как кальций и магний, может потребовать больше соли для достижения того же эффекта.

Альтернативой соли для загущения жидких моющих средств могут служить камеди, полимеры и даже некоторые виды ПАВ, которые способны выступать в качестве загустителей.

Выбор зависит от бюджета и конкретных требований к рецептуре моющего средства.
Самозагущение ПАВ-систем (чаще всего для SLES) происходит за счет образования жидкокристаллической структуры в присутствии вторичного ПАВа-загустителя (чаще всего бетаина или оксида амина) и электролита (соли).

Эти компоненты взаимодействуют с мицеллами первичного ПАВа, изменяя их форму с шарообразных на вытянутые, цилиндрические или червеобразные, которые, переплетаясь, и создают вязкость.

Вот основные и самые эффективные связки, которые являются отраслевым стандартом.

1️⃣ Классическая и самая популярная связка

SLES + Кокамидопропилбетаин
(CAPB)

Типичное массовое соотношение
~3 : 1 до 4 : 1

Например
SLES ( 70%) 15%
CAPB ( 30%) 3%–5%

CAPB не только является мягким ПАВом, но и прекрасно встраивается в мицеллы SLES, значительно увеличивая их объем и способствуя переходу в цилиндрическую форму.

Он также снижает раздражающий потенциал SLES.

Рамочный пример

Вода до 100%
SLES ( 70%) 10% –15%
CAPB ( 30%) 3%–5%
Электролит (NaCl или MgSO₄) 0,5% –2%
(❗️добавляется по каплям в готовую основу до нужной вязкости)

*NaCL - повареная соль
*MgSO₄ - сульфат магния

ВАЖНО!

📍Соль добавляется в последнюю очередь, в охлажденную основу (~40°C), и ее количество подбирается опытным путем.
📍Готовим 50% раствор соли.

📍Перебор с солью может привести к "пессумации" — расслоению системы.

2️⃣ Связка с оксидами амина.

SLES +
Лаураминоксид или Кокаминоксид

Эта связка дает густую, кремообразную пену и обладает кондиционирующими свойствами.

Типичное массовое соотношение
~10 : 1 до 15 : 1

Например

SLES ( 70%) 10%
Лаурамин оксид LAO (30%) 0,5%-1%

Нейтральные ПАВы, такие как оксиды амина, сильно "раздувают" мицеллы за счет крупных гидратированных головных групп, что идеально подходит для гелеобразования.

Особенность.
Оксиды амина часто требуют подкисления для проявления загущающих свойств (оптимальный pH ~5–6).

3️⃣ Загущение с помощью электролитов (соли)

Это не отдельная связка, а обязательный финальный штрих для первых двух. Механизм называется "соление-аут".

Типичная концентрация
0,5 – 2 % от массы готового продукта.

📍Растворить соль (лучше всего хлорид натрия NaCl или сульфат магния MgSO₄) в небольшом количестве воды (например, 1:1) и добавлять по каплям в готовую охлажденную основу при постоянном перемешивании.

📍Вязкость будет расти на глазах.

📍Как только она достигнет пика и начнет падать (или появится риск расслоения) — остановиться.

4️⃣ Связка для мягких систем.

Глюкозиды +
Бетаины

Для бессульфатных или очень мягких систем на основе Alkyl Polyglucosides (APG, например, Lauryl Glucoside).

Менее строгое соотношение, но часто APG и CAPB берут в соотношении близком к 1:1 или с небольшим преобладанием APG.

Пример

Lauryl Glucoside (50%) 8% CAPB ( 30%) 6%.

Такая система также хорошо отзывается на добавление соли.

РЕЗЮМЕ

1️⃣Основа самозагущения —
это три компонента

1️⃣ Основной ПАВ (SLES) +
2️⃣ Вторичный ПАВ-загуститель (CAPB) +
3️⃣ Электролит (Соль).

2️⃣ Порядок смешивания критически важен

1️⃣ Сначала растворить основные ПАВы в воде (нагреть до ~40-50°C для лучшего растворения).
2️⃣ Добавить вторичные ПАВы, кондиционеры, добавки.
3️⃣ Охладить до ~35-40°C.
4️⃣ Медленно, по каплям, вводить раствор соли при активном перемешивании.

3️⃣ pH имеет значение.

Для систем с оксидами амина или для достижения максимальной вязкости оптимален слабокислый pH
(5 –6,5).

4️⃣ Концентрация ПАВ.

Система будет хорошо загущаться, если общая концентрация ПАВов достаточно высока
(обычно от 10%– 12% и выше).
📍Сложно сделать гель из 5% ПАВ.

5️⃣ Всегда нужно делать пробные образцы и проверять стабильность готового геля при разных температурах (4°C, 25°C, 40°C) в течение как минимум 2-4 недель.