ڪوڪاميڊوپروپيل بيٽين-سوڊيم ميٿائل ڪوڪوئل ٽوريٽ جي سلفيٽ فري سرفيڪٽنٽ مرکبن جي ريولوجيڪل ڊائنامڪس کي ساخت، پي ايڇ، ۽ آئنڪ حالتن ۾ بيان ڪرڻ.

تعارف

آبي بائنري سرفيڪٽنٽ سسٽم جيڪي مخالف چارج ٿيل نسلن تي مشتمل آهن، ڪيترن ئي صنعتي شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ڪيا ويا آهن، جن ۾ کاسمیٹڪس، دواسازي، زرعي ڪيميڪل، ۽ فوڊ پروسيسنگ انڊسٽريز شامل آهن. انهن سسٽم جي وڏي پيماني تي اپنائڻ بنيادي طور تي انهن جي اعليٰ انٽرفيشل ۽ ريولوجيڪل ڪارڪردگي سان منسوب آهي، جيڪي مختلف فارموليشن ۾ بهتر ڪارڪردگي کي فعال ڪن ٿا. اهڙن سرفيڪٽنٽس جي ڪيڙي وانگر، الجهيل مجموعن ۾ هم آهنگي واري خود اسيمبلي انتهائي ٽيونبل ميڪرو اسڪوپڪ خاصيتون فراهم ڪري ٿي، جنهن ۾ وڌندڙ ويسڪوئلاسٽڪٽي ۽ گهٽ انٽرفيشل ٽينشن شامل آهن. خاص طور تي، اينيونڪ ۽ زوٽيرونڪ سرفيڪٽنٽس جا ميلاپ مٿاڇري جي سرگرمي، ويسڪوسٽي، ۽ انٽرفيشل ٽينشن ماڊليشن ۾ هم آهنگي واري واڌ کي ظاهر ڪن ٿا. اهي رويا پولر هيڊ گروپن ۽ سرفيڪٽنٽس جي هائيڊروفوبڪ ٽيلز جي وچ ۾ تيز اليڪٽرو اسٽيٽڪ ۽ اسٽيرڪ رابطي مان پيدا ٿين ٿا، سنگل سرفيڪٽنٽ سسٽم جي برعڪس، جتي رد ڪندڙ اليڪٽرو اسٽيٽڪ قوتون اڪثر ڪري ڪارڪردگي جي اصلاح کي محدود ڪن ٿيون.

ڪوڪاميڊوپروپيل بيٽائن (CAPB; مسڪراهٽون: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCN+ (C)CC([O−])=O) هڪ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندڙ ايمفوٽيرڪ سرفيڪٽنٽ آهي جيڪو ان جي نرم صفائي جي اثرائتي ۽ وارن جي ڪنڊيشننگ خاصيتن جي ڪري کاسمیٹڪ فارموليشن ۾ استعمال ٿيندو آهي. CAPB جي زوٽيرونڪ نوعيت اينيونڪ سرفيڪٽنٽس سان اليڪٽرو اسٽيٽڪ هم آهنگي کي قابل بڻائي ٿي، فوم جي استحڪام کي وڌائي ٿي ۽ بهترين فارموليشن ڪارڪردگي کي فروغ ڏئي ٿي. گذريل پنجن ڏهاڪن کان، سلفيٽ تي ٻڌل سرفيڪٽنٽس سان CAPB مرکب، جهڙوڪ CAPB-سوڊيم لوريل ايٿر سلفيٽ (SLES)، ذاتي سنڀال جي شين ۾ بنيادي بڻجي ويا آهن. بهرحال، سلفيٽ تي ٻڌل سرفيڪٽنٽس جي اثرائتي جي باوجود، انهن جي چمڙي جي جلن جي صلاحيت ۽ 1,4-ڊائي آڪسين جي موجودگي بابت خدشا، ايٿوڪسيليشن عمل جي هڪ ضمني پيداوار، سلفيٽ کان پاڪ متبادل ۾ دلچسپي پيدا ڪئي آهي. واعدو ڪندڙ اميدوارن ۾ امينو ايسڊ تي ٻڌل سرفيڪٽنٽس، جهڙوڪ ٽوريٽس، سارڪوسينيٽس، ۽ گلوٽاميٽ شامل آهن، جيڪي بهتر ٿيل بايو مطابقت ۽ نرم خاصيتون ڏيکارين ٿا [9]. تڏهن به، انهن متبادلن جا نسبتاً وڏا قطبي سر گروپ اڪثر ڪري انتهائي الجهيل مائيڪلر ڍانچي جي ٺهڻ ۾ رڪاوٽ بڻجن ٿا، جنهن جي ڪري ريولوجيڪل موڊيفائرز جي استعمال جي ضرورت پوي ٿي.

سوڊيم ميٿائل ڪوڪوئل ٽوريٽ (SMCT؛ مسڪراهٽون:
CCCCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) هڪ اينيونڪ سرفيڪٽنٽ آهي جيڪو سوڊيم لوڻ جي طور تي ٺهيل آهي جيڪو اين-ميٿائلٽورين (2-ميٿائلامينوٿين سلفونڪ ايسڊ) جي ناريل مان نڪتل فيٽي ايسڊ زنجير سان امائيڊ ڪوپلنگ ذريعي. SMCT ۾ هڪ امائيڊ سان ڳنڍيل تورين هيڊ گروپ آهي جيڪو مضبوط طور تي اينيونڪ سلفونيٽ گروپ سان گڏ آهي، ان کي بايوڊيگريڊبل ۽ چمڙي جي پي ايڇ سان مطابقت رکي ٿو، جيڪو ان کي سلفيٽ فري فارموليشن لاءِ هڪ اميد افزا اميدوار جي حيثيت سان رکي ٿو. ٽوريٽ سرفيڪٽنٽ انهن جي طاقتور ڊيٽرجنسي، سخت پاڻي جي لچڪ، نرمي، ۽ وسيع پي ايڇ استحڪام جي خاصيت رکن ٿا.

ريولوجيڪل پيرا ميٽر، جن ۾ شيئر ويسڪوسٽي، ويسڪوئلاسٽڪ ماڊيولي، ۽ يئلڊ اسٽريس شامل آهن، سرفڪٽنٽ تي ٻڌل شين جي استحڪام، بناوت ۽ ڪارڪردگي کي طئي ڪرڻ ۾ اهم آهن. مثال طور، وڌايل شيئر ويسڪوسٽي سبسٽريٽ برقرار رکڻ کي بهتر بڻائي سگهي ٿو، جڏهن ته يئلڊ اسٽريس فارموليشن جي چمڙي يا وارن کان پوءِ لاڳو ٿيڻ کي منظم ڪري ٿو. اهي ميڪرو اسڪوپڪ ريولوجيڪل خاصيتون ڪيترن ئي عنصرن جي ذريعي ماڊيول ڪيون وينديون آهن، جن ۾ سرفڪٽنٽ ڪنسنٽريشن، پي ايڇ، گرمي پد، ۽ ڪو-سالوينٽس يا ايڊيٽيوز جي موجودگي شامل آهن. مخالف چارج ٿيل سرفڪٽنٽ مختلف مائڪرو اسٽرڪچرل ٽرانزيڪشن مان گذري سگهن ٿا، جن ۾ گول مائيڪلز ۽ ويسيڪلز کان وٺي مائع ڪرسٽل لائن مرحلن تائين، جيڪي، موڙ ۾، بلڪ ريولوجي کي تمام گهڻو متاثر ڪن ٿا. ايمفوٽيرڪ ۽ اينيونڪ سرفڪٽنٽ جا مرکب اڪثر ڪري ڊگھا ورم جهڙو مائيڪلز (WLMs) ٺاهيندا آهن، جيڪي خاص طور تي ويسڪوئلاسٽڪ ملڪيتن کي وڌائين ٿا. تنهن ڪري، پيداوار جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ لاءِ مائڪرو اسٽرڪچر-پراپرٽي رشتن کي سمجهڻ اهم آهي.

ڪيترن ئي تجرباتي مطالعي CAPB-SLES جهڙن اينالاگ بائنري سسٽم جي جاچ ڪئي آهي ته جيئن انهن جي ملڪيتن جي مائڪرو اسٽرڪچرل بنياد کي واضح ڪري سگهجي. مثال طور، Mitrinova et al. [13] CAPB-SLES-ميڊيم-چين ڪو-سرفيڪٽنٽ مرکبن ۾ حل ويسڪوسيٽي سان لاڳاپيل مائيڪل سائيز (هائيڊروڊائنامڪ ريڊيس) ريوميٽري ۽ ڊائنامڪ لائيٽ اسڪيٽرنگ (DLS) استعمال ڪندي. ميڪيڪل ريوميٽري انهن مرکبن جي مائڪرو اسٽرڪچرل ارتقا ۾ بصيرت فراهم ڪري ٿي ۽ آپٽيڪل مائڪرو اسٽرڪچرل ارتقا ذريعي ڊفيوزنگ ويو اسپيڪٽرو اسڪوپي (DWS) استعمال ڪندي وڌائي سگهجي ٿي جيڪا رسائي لائق فريڪوئنسي ڊومين کي وڌائي ٿي، مختصر وقت جي اسڪيل ڊائنامڪس کي پڪڙي ٿي جيڪا خاص طور تي WLM آرام جي عملن سان لاڳاپيل آهي. DWS مائڪرو اسٽرڪچرلولوجي ۾، ايمبيڊڊ ڪولائيڊل پروبس جي اوسط اسڪوائر ڊسپليسمينٽ کي وقت سان گڏ ٽريڪ ڪيو ويندو آهي، جنهن جي ذريعي آس پاس جي وچولي جي لڪير ويسڪوئلاسٽڪ ماڊيولي کي عام ٿيل اسٽوڪس-آئنسٽائن رشتي ذريعي ڪڍڻ جي قابل بڻائي ٿي. هن ٽيڪنڪ کي صرف گهٽ ۾ گهٽ نموني جي مقدار جي ضرورت آهي ۽ اهڙي طرح محدود مواد جي دستيابي سان پيچيده سيال جي مطالعي لاءِ فائديمند آهي، مثال طور پروٽين تي ٻڌل فارموليشن. <Δr²(t)> ڊيٽا جو تجزيو وسيع فريڪوئنسي اسپيڪٽرا ۾ مائيڪلر پيرا ميٽرز جهڙوڪ ميش سائيز، انٽينگلمينٽ جي ڊيگهه، پرسسٽنس جي ڊيگهه، ۽ ڪنٽور جي ڊيگهه جي تخميني کي آسان بڻائي ٿو. امين ۽ ٻين اهو ظاهر ڪيو ته CAPB-SLES مرکب ڪيٽس جي نظريي جي اڳڪٿين سان مطابقت رکن ٿا، لوڻ جي اضافي سان ويسڪوسيٽي ۾ واضح اضافو ڏيکاري ٿو جيستائين هڪ نازڪ لوڻ جي ڪنسنٽريشن، جنهن کان ٻاهر ويسڪوسيٽي تيزيءَ سان گهٽجي وڃي ٿي - WLM سسٽم ۾ هڪ عام ردعمل Xu ۽ Amin SLES-CAPB-CCB مرکبن کي جانچڻ لاءِ ميڪسيلين ريوميٽري ۽ DWS کي استعمال ڪيو، هڪ ميڪسويلين ريوولوجيڪل ردعمل کي ظاهر ڪيو جيڪو entangled WLM ٺهڻ جو اشارو آهي، جيڪو DWS ماپن مان نڪتل مائڪرو اسٽرڪچرل پيرا ميٽرز پاران وڌيڪ تصديق ڪيو ويو. انهن طريقن تي تعمير ڪندي، موجوده مطالعي ميڪسيڪل ريوميٽري ۽ DWS مائڪرو ريوولوجي کي ضم ڪري ٿو ته جيئن اهو واضح ڪري سگهجي ته مائڪرو اسٽرڪچرل ري آرگنائيزيشن CAPB-SMCT مرکبن جي شيئر رويي کي ڪيئن هلائي ٿو.

نرم ۽ وڌيڪ پائيدار صفائي ايجنٽن جي وڌندڙ طلب جي روشني ۾، سلفيٽ کان پاڪ اينيونڪ سرفيڪٽنٽس جي ڳولا فارموليشن چئلينجن جي باوجود رفتار حاصل ڪئي آهي. سلفيٽ کان پاڪ سسٽم جا مختلف ماليڪيولر آرڪيٽيڪچر اڪثر ڪري مختلف ريولوجيڪل پروفائل پيدا ڪن ٿا، جيڪي لوڻ يا پوليمرڪ ٿلهي جي ذريعي ويسڪوسيٽي وڌائڻ لاءِ روايتي حڪمت عملين کي پيچيده ڪن ٿا. مثال طور، يارڪي ۽ ٻين بائنري ۽ ٽرنري سرفيڪٽنٽ مرکبن جي فومنگ ۽ ريولوجيڪل خاصيتن جي منظم طريقي سان جاچ ڪندي غير سلفيٽ متبادلن جي ڳولا ڪئي جنهن ۾ الڪائل اولفن سلفونيٽ (AOS)، الڪائل پوليگلوڪوسائيڊ (APG)، ۽ لاريل هائيڊروڪسي سلٽين شامل آهن. AOS-سلٽين جو 1:1 تناسب CAPB-SLES جي برابر شيئر-ٿننگ ۽ فوم خاصيتون ڏيکاريون، جيڪي WLM جي ٺهڻ کي ظاهر ڪن ٿيون. راجپوت ۽ ٻين. [26] هڪ ٻئي سلفيٽ کان پاڪ اينيونڪ سرفيڪٽنٽ، سوڊيم ڪوڪوئل گليسينيٽ (SCGLY) جو جائزو ورتو، غير آئنڪ ڪو-سرفيڪٽنٽ (ڪوڪامائيڊ ڊائيٿانولامائن ۽ لاريل گلوڪوسائيڊ) سان گڏ DLS، SANS، ۽ ريوميٽري ذريعي. جيتوڻيڪ SCGLY اڪيلو بنيادي طور تي گولائي مائيڪلز ٺاهيندو هو، ڪو-سرفيڪٽنٽ اضافو وڌيڪ پيچيده مائيڪلر مورفولوجيز جي تعمير کي فعال ڪيو، جيڪي pH-هلائيندڙ ماڊوليشن لاءِ قابل قبول آهن.

انهن ترقي جي باوجود، نسبتاً ڪجھ تحقيقن پائيدار سلفيٽ فري سسٽم جي ريولوجيڪل خاصيتن کي نشانو بڻايو آهي جن ۾ CAPB ۽ ٽوريٽس شامل آهن. هن مطالعي جو مقصد CAPB-SMCT بائنري سسٽم جي پهرين منظم ريولوجيڪل خاصيتن مان هڪ مهيا ڪندي هن خال کي ڀرڻ آهي. سرفيڪٽنٽ جي جوڙجڪ، pH، ۽ آئنڪ طاقت کي منظم طور تي مختلف ڪندي، اسان شيئر ويسڪوسيٽي ۽ ويسڪوئلاسٽڪٽي کي منظم ڪندڙ عنصرن کي واضح ڪريون ٿا. ميڪيڪل ريوميٽري ۽ DWS مائڪرو ريولوجي کي استعمال ڪندي، اسان CAPB-SMCT مرکبن جي شيئر رويي جي بنياد تي مائڪرو اسٽرڪچرل ري آرگنائيزيشن کي مقدار ڏيون ٿا. اهي نتيجا WLM ٺهڻ کي فروغ ڏيڻ يا روڪڻ ۾ pH، CAPB-SMCT تناسب، ۽ آئنڪ سطحن جي وچ ۾ رابطي کي واضح ڪن ٿا، انهي ڪري مختلف صنعتي ايپليڪيشنن لاءِ پائيدار سرفيڪٽنٽ تي ٻڌل شين جي ريولوجيڪل پروفائلز کي ترتيب ڏيڻ ۾ عملي بصيرت پيش ڪن ٿا.